法孚辛辛那提(Fives Cincinnnati)的新一代航空航天专用五轴五面龙门机床XP profiler(图1)名不虚传,可在航空航天铝材结构件的加工上创造出极高的加工效率。与上一代前辈相比,该机床的主轴转速翻倍、主轴功率更大,所有进给轴的进给速度更快,定向于该行业的结构设计使应用该机床的加工时间减少了50%~80%,而且可实现多工件的同步加工。
XP profiler系列龙门机床采用模块化设计理念,融入许多辛辛那提久负盛名的XT profiler系列钛合金加工龙门机床的优势。该系列机床在一个移动龙门架上可同时配置1~5个A/B摆角铣头,可实现同时加工5个工件的工艺循环。
龙门架移动式结构设计可实现根据客户需求扩展X轴的行程,方便实现多龙门架配置和多工作区设置。新一代XP profiler龙门机床可与前期的辛辛那提profiler系列龙门机床的安装操作完全兼容。该机床的龙门架可扩展安装在现存的旧式辛辛那提profiler龙门机床的床身上或X轴导轨底座上,当然也可以安装在独立的X轴导轨底座上。X轴的导轨长度以12ft(1ft=304.8mm)的间隔递增加长。该机床的龙门架移动结构在机床两侧的每个单边X轴驱动结构上均采用双伺服电机和行星齿轮箱的结构。Y轴进给有直线电机驱动和齿轮齿条驱动两种选项。
在该机床的创新设计上,每个高速摆动铣头由单独的A/B进给轴驱动,实现机床的刚性,精度和动态性能的全面提高。摆动轴的进给速度增加到2400˚/min,是上一代前辈的400多倍,这样在五轴加工中可实现更高的刀具轨迹速度。同时机床的X/Y/Z直线进给轴的速度也相应配套地达到25m/min。使机床在任意切削方向的加工中均能获得连续的高速刀具轨迹速度。每个简洁紧凑的铣头均由滚珠丝杠驱动实现各自独立的A轴和B轴摆动进给。每个铣头内的主轴,有两种选项:一种功率为100kW,转速为18000r/min;另一种功率为85kW,转速为20000r/min。在板材类零件的五轴加工中,这两种配置主轴的性能均超过A/C摆角铣头所配主轴的性能。该铣头所采用的滚珠丝杠驱动结构,完全适合在用户现场维修。相对于多数A/C摆角铣头的传统摆角进给结构,其优势不言自明。
机床有多种配置多主轴的结构选项,可以选取配3个主轴,主轴中心间距为1m的结构;亦可以选取配3个主轴,主轴中心间距为2m的结构;也可以选取配2个主轴,主轴中心间距为2m的结构。同时也有其他选项配置,包括多种CNC系统选项、光栅尺和编码器的选项、各种换刀装置选项、机床整体防护选项、主轴测头选项、可视监控系统选项、刀具ID号系统、主轴防护罩选项、油雾收集器选项及其他多种选项。
在最近交付给某一级航空航天供应商的该系列的机床上进行加工件首件测试中,加工零件是飞机蒙皮的上壁板,大约31in×8.85in(1in=24.5mm),厚度变化范围是0.062~0.4in,加工允差为-0.127~0.000mm。客户对首件测试情况的反应是:表面光洁度非常棒;对2200个测量点采用CMM(三座标测量机)测量,所有测量点的误差均在加工允差范围内。
辛辛那提正在服役的龙门机床共有650多台,该数字超过所有竞争对手提供的对应产品的总和。现在每一架上天的商用飞机上都有辛辛那提的龙门机床加工过的零件。
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