米克朗中文介绍

ReturntomenuReturntomenuMIKRON:真正高速铣削加工的解决方案有关高速铣削加工的错误观念?高速铣(HSM)的概念高速铣刀具(铣刀、刀柄）高速主轴运动轴的高动态特性结论竞争对手高速铣加工路径策略CNC高速处理程序能力MIKRON特色品质&精度Returntomenu对高速铣的一些误解和错误概念…•普通铣床配上高速主轴就是高速铣•较高的主轴转速,较高加工速度•高速铣是一种新技术,将替代普通铣床.•20,000的主轴转速,完全满足模具加工的需求•高速铣要比普通铣床加工的更快•…Returntomenu高速铣削是一种新的技术:一种新的理念:高速铣刀具高速主轴高速动态特性运动轴高速CNC高速CAM策略为了获得高速铣削特殊的加工效果,整个链必需严格控制.如果任何一环被忽略或脱节,最终的结果将会相去甚远。高速铣削（HSM）的关联影响MIKRON+Returntomenu高速切削的现象:废屑温度[°C]020040060080010001200140016000100200300400500600切削线速度vc[m/min]高速切削有效区域传统切削有色金属铸铁钢切削力[N]在高转速时,刀具温度和切削力呈下降趋势,高速铣削是以这种效果为基础的加工技术。0200400600800100012000100200300400500600切削线速度vc[m/min]传统切削高速切削有效区域Dvnc1000*Returntomenu高速切削的现象:铣刀.工件普通铣切剪角正面刀具侧面.熔化区.高速铣切剪角材料金相组织.切屑金相组织.切剪区.正面刀具侧面.切削表面.工件铣刀.普通铣削高速铣削材料去除量大,而去除速度慢高温加工精度低,刀具易磨损普通机加工面材料去除量小,而去除速度快低温加工精度高,刀具低磨损很好的抛光表面Returntomenu高速铣削(HSM)和高性能铣削(HPM)HSMHPMØzvcfzapaenvfQ[mm][-][m/min][mm][mm][mm][min-1][mm/min][mm3/min]641200.100.600.80637025501'224841041241641201201201200.100.800.90477019101'3750.101.001.00382015301'5300.121.201.10318015252'0130.141.501.20239013402'412ØzvcfzapaenvfQ[mm][-][m/min][mm][mm][mm][min-1][mm/min][mm3/min]64450.0206.003.0021201703'10084104124164454545450.0278.004.0015901705'4000.03310.005.0012701708'5000.04012.006.00119019013'7000.05316.008.0090019024'300粗加工刀-硬淬钢55HRCHPMHSMReturntomenu因高速旋转的缘故:•通常选用刀具直径20mm以下,以匹配主轴的参数规范、加工的稳定性、可靠性和安全性。•比普通铣削的去除量要小的多，在加工模芯时，可获得非常完美的效果。（废屑少到用双手可捧住）•某些新的应用领域，如薄壁、微细加工等等,已可实现。该工件材料为铝,壁厚为0.5mm.如果没有高速铣削(HSM)技术,还没有其它工艺可实现该工件的加工.铣刀.工件普通铣切剪角正面刀具侧面.熔化区.高速铣切剪角Returntomenu高速刀具高速铣(HSM)成功因素1:本质:最终对零件实施切削并非是机床而是刀具!!Returntomenu高速铣刀具:选择刀具的准则:•刀具直径(零件的几何、尺寸精度)•类型(粗加工,精加工,槽,3D,edge,…)•形状(球头,torus-end,刀刃的数量..)•工件材料(高速钢,硬质合金,陶瓷合金,PKD,CBN)•刀具涂层(TiN,TiCN,TiAlN,…)•质量(径向跳动,形状精度,动平衡,刚性…)刀具象汽车的轮胎,汽车在行驶时,只有轮胎真正接触路面.在汽车大赛中,好的轮胎是获胜的最重要条件之一。Returntomenu高速铣刀具:用户对刀具的选择,有时可从供应商获得帮助,但必需了解其基本原理。Returntomenu刀具主要参数:VcVc:最佳切削线速度,单位:m/min,由刀具制造商提供,并相关有刀具的型号,加工条件和被加工材料。Vc对旋转刀具而言,Vc与转速的方程如下:Vc=n(rpm)*π*D/1000(D直径,单位:mm)由此可得到最佳主轴转速:n=n/Vf=OptimumFz额定去除量低磨损加工表面很好(加工条件稳定)n/VfOptimumFz去除量增加高磨损加工表面烧伤(发烫,有震动)n/VfOptimumFz去除量降低磨损增加加工表面差(有震动)VfVf:进给速率Vcx1000πxDReturntomenu应用=很好=好=一般=差径向跳动径向刚性可操作性灵活性转换瞬间粗加工半精加工精加工加工时刀具的伸缩速度极限成本(包括附加装置)A.弹簧夹头B.液压拉紧C.强力收缩D.加热收缩高速铣刀具:刀柄很多选择,用途不同ADCBDReturntomenuHSK刀柄与锥度刀柄比较•空心杯式锥度(HSK)–静态与动态的刚性都非常良好–轴向与径向的精度都非常良好–非常适用高速旋转(内部反胀夹紧)–质量不均匀和跳动较小•锥度刀柄(ISO,BT,CAT)–刚性相对较差–轴向精度较差–不适用高速旋转(外部夹紧)–质量不均匀和跳动较大–普遍使用Returntomenu何为径向跳动?•径向跳动是刀具的圆周沿轴向中心的不同心度。•实际径向跳动来自主轴,刀柄和刀具自身。•好的高速铣径向跳动应该在微米级。(一般为:3-8μ)•径向跳动大,高速时离心力就大,从而引起主轴与刀具的振动。•主轴与刀具寿命因此降低,运营成本增加,而加工的表面质量反而很差。Returntomenu有关动平衡eMUGeur•在高转速时,刀具的动平衡是非常重要的指标,它将直接影响到加工的表面质量,刀具的磨损,主轴的寿命和操作者的安全。•高速铣必需选用合适的刀具和刀柄。•为获取最佳的效果,动平衡机是必不可少的。•MIKRON提供的APS功能模块,可让操作者看到实时动平衡值和并以此为参考来提高加工性能。MIKRON推荐使用G2.5等级的附件,但目前大多数高速状况下,仅能达到G6.3级.无论如何,需寻求动平衡的最佳状态。ReturntomenuHigh-speedtooling:3RDAMPING夹头使用DAMPING夹头:刀具寿命+30%最佳表面粗糙度:Ra=0.2um主轴寿命明显提高普通装夹使用3RDAMPING夹头ReturntomenuHigh-speedtooling:同样能使刀具的寿命更长(=运营成本降低)Returntomenu高速主轴高速铣(HSM)成功因素2:机床的重要指标本质:高速主轴象F1赛车的引擎:高转速&高功率Returntomenu42,00042,0005050主轴转速[min-1]主轴转速[min-1]标准控制主轴矢量伺服控制主轴高速主轴的制造商2种类型:•使用轴承=高扭矩,但目前的最高转速为60Krpm•无轴承(汽浮)=低扭矩,超高速100Krpm(如:ROKU-ROKU)高扭矩:可获得大去除量和使用较大的刀具,刚性好可攻丝高转速:可获得较快的切割速度,实现在单位时间内铣削较大面积(高速铣特性)MIKRON的STEP-TEC主轴具有同时兼容高扭矩和高转速的特性,这种独特的组合与设计的主轴,使用了矢量伺服控制技术,甚至在低转速时可以攻丝.Returntomenu1234567891011121HybridCeramicsBearingsHCB(陶瓷轴承)7OilairlineforDLSDLS(油雾润滑回路)2HybridCylindrialRollerBearingHCRB(径向滚针轴承)8HydraulicPreloadSystemHPS(液压锁紧系统)3StatorHighPowerInductionMotorHPIM(马达定子)9TemperatureMonitoringSystemTMS(温度监视系统)4LabyrinthwithProtectingAirFlowPAF(气路密封回路)10AccelerationSensorAS(加速度传感器)5AnalogSensorSystemASS(模拟量传感器)11CoolantThroughUnitCTU(冷却回路单元)6EncoderforCLSCLS(编码器)12AxialMovementSensorAMS(轴运动传感器)主轴的截面图Returntomenu加速度传感器用于监视主轴振动VibroSet™优点:-监测振动-控制加工时的振动量-刀具的寿命更长-主轴的寿命更长KupplerCouplerSteuerungControlsystemSmartMonitoringAccelerationSensor加速度传感器(AS)Returntomenu运动轴高动态特性高速铣(HSM)成功因素3:机床的重要指标本质:机床的机械结构象汽车底盘一样:强壮和安全吸收冲击振动重量轻Returntomenu高速运动轴:•MIKRON使用聚合物大理石来实现机床床身的整体化。封闭的O型结构,强度高,重量轻。•吸收振动能力是铸铁的6倍。•所有的运动单元结构采用铸铁以降低惯量。•所有轴驱动采用西门子大功率伺服驱动。•所有导轨和大螺距丝杠付,均采用SKF产品。•光删尺采用HEIDENHAIN0.1μ分辨率。XSMspecsReturntomenu不良的进给条件标准轴:+Y+XY进给速度X进给速度=损失时间+=加工表面差=刀具磨损大-α+αReturntomenu不良的进给条件高加速度的运动轴:+Y+XY进给速度X进给速度=降低了损失的时间=较好加工表面=刀具磨损少只有聚合物大理石能吸收如此高强度冲击Returntomenu高速处理程序能力的CNC系统高速铣(HSM)成功因素4:机床的重要指标本质:CNC系统就象是机床的驾驶员他的驾驶技术将决定比赛结果.需要预先估计动作敏捷快速反应.Returntomenu高速处理能力的CNC:•HEIDENHAINiTNC530CNC,是当今拥有最强5轴处理能力的CNC系统.WOPworkshopoptimisedprogrammingPC处理器加载(双CPU为选件)段程序处理时间0.8msPLC单循环时间12.5ms平行编程作业15“彩屏标准以太网卡优点:培训时间短,易于掌握,安全性强Ergonomic???DNC-接口/网络接口预留扩展,升级所有的CAD-CAM系统都通用我们对FANUC和SIEMENS都进行过测试,最终选择了最匹配高速铣(HSM)5轴需求的CNC系统:HEIDENHAINReturntomenu高速铣CAM策略高速铣(HSM)成功因素5:本质:从某一点到另外一点有很多路径可以选择但不同的路径会导致不同结果加工速度,表面质量…等等Returntomenu高速铣CAM策略:•MIKRON被那些最好的CAD-CAM开发商公认为是高速铣(HSM)领域的领导者。•MIKRON参与了大多数CAD-CAM供应商的加工策略的开发,然后在我们机床上论证这些路径策略的加工效率。•CAM的策略不同,机床性能的发挥,可以有30%以上的差异。Returntomenu高速铣(HSM)成功因素6:MIKRON+MIKRON开发了自己的功能软件,加载到顶级的HEIDENHAIN系统上为了使操作者在使用中倍感方便-能满足各种操作者-自动化时尤为必要Returntomenu高速处理能力的CNC+智能团:MIKRON基于iTNC530上的SMARTMACHINE模块:•APS(主轴振动的监测与控制)•ITC(智能温度漂移控制=