一种紧凑而坚固的用于加工钛刀片的VMC

近年来，机床制造商已经开发了专门为高效加工钛和其他硬质金属而设计的模型。用于大型航空航天部件的机器尤其引人注目。然而，建筑商如三井精(新泽西州富兰克林湖)并没有忽视对更紧凑的机器的需求，这些机器可以处理航空和发电用的涡轮叶片等更小的钛部件。该公司的Vertex 550-5XB就是针对这一市场的机器的一个例子。

该机器占地面积65平方英尺，在X轴、Y轴和Z轴上的行程分别为550、600和500毫米。五轴VMC解决了许多适用于钛的大型机器的相同设计问题，但也有一些明显的例外。仔细研究这类机器是有必要的，因为较小的、特定于应用程序的系统的优势可能不如较大机器的优势那么明显。换句话说，未来的用户会想知道，为什么他们需要一个专门的钛机器，而不是一个特殊用途的机器。

根据Mitsui Seiki的说法，这类机器的设计标准包括占地面积小，在一次设置中对零件进行粗加工和精加工，以及实现高精度和改善表面光洁度的能力。此外，还需要有竞争力的周期时间和每个部件有吸引力的资本成本。

无论尺寸大小，所有用于钛加工的机器都必须设计为高刚性。刚性的机器结构是最小化振动的基础，这在加工钛时尤其成问题，因为主轴转速往往较低，而进给率高于加工铝和低碳钢时的进给率。这就产生了产生颤振的低频谐波的可能性，并且颤振会迅速磨损刀具槽上的锋利边缘，而这正是钛所需要的，导致刀具寿命降低。大型机械的设计者通常在机械结构中选择重量和质量来对抗这种趋势。同样的策略也适用于小型机器。例如，Vertex 550-5XB采用了单片铸造床身和盒中盒设计，既保持了刚度，又保留了小的占地面积。

同样，导轨安装表面是手工打磨的，因为这种技术虽然成本更高，但提高了体积精度并改善了振动阻尼。旋转轴也设计精度和刚度。这台机器的特点是一个不同寻常的旋转/倾斜的桌子，平衡质量在A和B轴平稳运动。A轴从0到90度倾斜，B轴以0.001度的增量提供360度旋转。旋转轴的配置对于从锻件、铸件、棒料或固体坯料生产涡轮叶片是理想的。这些旋转轴的设计使自动装卸成为可能，如铰接式手臂机器人或架空龙门式机器人。这些选项使它适合放置在一个单元或灵活的加工系统。

最后，主轴被设计成最大限度的轴承支持最近的主轴面，从而最小化这个振动源。由于主轴头不提供定位的旋转轴，因此可以更坚固地安装在高推力和高刚性的情况下。虽然推荐HSK，但也提供了几个工具柄接口。

对于涡轮叶片的生产，许多制造商会发现，为这一应用而设计的VMC的投资很容易被证明是合理的，特别是考虑到在可预见的未来，航空和发电将消耗大量的叶片。