汽車的鋁合金結(jié)構(gòu)件加工和鋁合金缸體缸蓋類零件的加工，盡管加工材料都是鋁合金，但是對(duì)加工工藝的要求卻相差甚遠(yuǎn)。加工鋁合金缸體類零件時(shí)，切深較大，而且經(jīng)常要用到盤銑刀，因此切削力通常較大，所以在設(shè)備選擇上傳統(tǒng)的搖籃式五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床較多。但是在加工鋁合金結(jié)構(gòu)件時(shí)，不論壓鑄件還是擠壓型材件，切削力都要遠(yuǎn)小于缸體缸蓋的加工。

那么用什么樣的設(shè)備才***合適，在保證精度和工藝可靠性的前提下，哪種設(shè)備加工效率***高，且經(jīng)濟(jì)性***好呢？

在電動(dòng)車快速發(fā)展的行情下，越來(lái)越多的車型開始采用鑄鋁件或型材焊接件作為車身結(jié)構(gòu)組件。針對(duì)這一市場(chǎng)需求，Reichenbacher Hamuel公司大概5年前專門開發(fā)設(shè)計(jì)了一款加工中心，用于高效加工各類鋁合金車身結(jié)構(gòu)件，其設(shè)計(jì)思路特別適合中國(guó)市場(chǎng)。

由于國(guó)內(nèi)的汽車鋁合金零件加工主要是發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋和變速箱這類腔體類鑄造件，因此在加工鋁合金結(jié)構(gòu)件時(shí)多沿用之前的工藝和設(shè)備。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)剛性大，因此工藝設(shè)計(jì)上可以采用較大切削量的高速銑削加工。機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式多采用配備搖籃式工作臺(tái)的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心。這種經(jīng)典的機(jī)床結(jié)構(gòu)的確有種種優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)于普通鋁合金或復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件加工來(lái)說(shuō)，有些大材小用。

不管是精鑄還是擠壓型材，車用鋁合金結(jié)構(gòu)件都不需要大量的機(jī)械加工，不需要去除大量的材料，因此，與箱體類零件相比，車體上的鋁合金結(jié)構(gòu)件絕大多數(shù)情況只需要少量的機(jī)械加工，對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛性要求并不是那么高。因此，在滿足精度要求的前提下，可盡量降低結(jié)構(gòu)件重量，并提高速度和自動(dòng)化程度。在這個(gè)思路的指導(dǎo)下，Reichenbacher Hamuel公司開發(fā)了ECO RS系列型號(hào)。

目前Hamuel系列車系復(fù)合CNC主要針對(duì)超硬材料葉片的大切削量加工，加工精度可以達(dá)到0.003mm；Reichenbacher系列多立柱式（鏜床結(jié)構(gòu)）CNC則偏向輕型材料加工：零件偏大，精度要求不高（結(jié)構(gòu)件精度通常不高于0.1mm，關(guān)鍵形面精度要求0.02mm，但尺寸偏?。?，零件附加值（相對(duì)缸體缸蓋）不高，自動(dòng)化程度要求較高。

采用模塊化的立柱式設(shè)計(jì)，可根據(jù)零件和工藝要求靈活地對(duì)模塊進(jìn)行組合。用戶可以選擇單立柱，雙立柱，或多立柱式；立柱（銑頭）也可以選擇相對(duì)或同側(cè)布置；工作臺(tái)也形式就更加靈活，甚至可以對(duì)整車的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行加工，以便修正焊接時(shí)對(duì)車身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的誤差。而保時(shí)捷的911，Audi的Etron鋁合金車身都采用了同樣的方案。

值得注意的是，立柱并沒有采用傳統(tǒng)的鏜床結(jié)構(gòu)，而是在立柱頂部增加了龍門結(jié)構(gòu)，在不大幅提高成本的前提下增加了立柱的結(jié)構(gòu)剛性。因此可以安裝更大重量的銑頭，而立柱的高度也可以相應(yīng)增加。

銑頭可以是一個(gè)自由度的擺動(dòng)頭，配合立式轉(zhuǎn)臺(tái)，與其他三個(gè)直線自由度構(gòu)成五軸聯(lián)動(dòng)；也可以在銑頭上采用2個(gè)自由度，與其他三個(gè)直線軸構(gòu)成五軸聯(lián)動(dòng)；而銑頭上甚至可以配多個(gè)加工主軸，每個(gè)主軸上安裝訂制的復(fù)合刀具，這樣省去加工過(guò)程中換刀的時(shí)間和刀庫(kù)的成本。

上圖為完全密封的雙銑頭CNC，多通道控制，可同時(shí)加工一個(gè)零件的不同部位或者兩個(gè)不同的零件?？蛰d速度達(dá)80m/min，通過(guò)優(yōu)化工藝可進(jìn)一步提高進(jìn)給速度，加工效率為普通CNC的2倍以上。

轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)就更加靈活，由于公司擁有豐富的車系復(fù)合結(jié)構(gòu)CNC的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，因此也熱衷于對(duì)各類轉(zhuǎn)臺(tái)的靈活使用。與之立柱式結(jié)構(gòu)相配套的工作臺(tái)可以是聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，也可以是分度式工作臺(tái)；轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方式也可以是水平旋轉(zhuǎn)或豎直旋轉(zhuǎn)。

如果采用水平聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，那么在主軸端可以采用一個(gè)自由度的（左右）擺動(dòng)銑頭，構(gòu)成經(jīng)典的車系復(fù)合形式；若聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)采用豎直位置，那么主軸端可采用前后擺動(dòng)的銑頭，適用于大型旋轉(zhuǎn)體零件如復(fù)合材料葉片，涵道外殼等零件。

轉(zhuǎn)臺(tái)也可以不參與聯(lián)動(dòng)，僅僅起到換面或者換件的作用。這樣既可以對(duì)一個(gè)零件轉(zhuǎn)換位置，以便下刀；又可以在轉(zhuǎn)臺(tái)上固定若干個(gè)零件，成為托盤交換機(jī)構(gòu)，若配合自動(dòng)裝卸機(jī)器人，那么實(shí)質(zhì)上與CNC構(gòu)成一套柔性制造單元（FMC）；

上圖為立式分度轉(zhuǎn)臺(tái)，轉(zhuǎn)臺(tái)被豎直放置的工作臺(tái)分為正反兩面，而工件可以在兩個(gè)臺(tái)面上分別固定。這樣，內(nèi)側(cè)工件在加工時(shí)，外側(cè)可以進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備或者由機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)更換。這樣設(shè)計(jì)可以非常節(jié)省生產(chǎn)線的空間，也不需要笨重的交換托盤系統(tǒng)，非常適合裝夾汽車鋁合金結(jié)構(gòu)件。而且零件在轉(zhuǎn)入到加工區(qū)域之后，由2個(gè)銑頭同時(shí)加工，每個(gè)銑頭配3個(gè)電主軸，加工過(guò)程不需要換刀，更換工件也只有幾秒鐘的空歇，因此整個(gè)設(shè)備的利用率幾乎可以達(dá)到****。

對(duì)于切削量較大，加工時(shí)間較長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)件（多為航空鋁合金結(jié)構(gòu)件，汽車結(jié)構(gòu)件加工時(shí)間相對(duì)短得多）來(lái)說(shuō)，不需要頻繁的更換零件。因此也可以采用翻轉(zhuǎn)式工作臺(tái)，配2自由度叉式銑頭，這樣構(gòu)成6，7年前開始流行的翻板銑結(jié)構(gòu)。對(duì)于批量較小，批次較多的機(jī)加工廠來(lái)說(shuō)，這種輕量化的翻板銑是非常合適的。操作簡(jiǎn)便，零件水平放置，豎直加工，而加工的同時(shí)也可以在另一個(gè)工位對(duì)零件進(jìn)行翻面，去毛刺等生產(chǎn)準(zhǔn)備。由于工作臺(tái)在機(jī)床外部，因此也非常容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝卸。

ECO RS系列 --- 輕量化結(jié)構(gòu)件加工的利器！

歡迎聯(lián)系：haoyang.wu@reichenbacher.de; haoyang.wu@gmail.com

目前公司經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目有: CNC航空高精密機(jī)械零件加工，CNC航空高精密樣機(jī)加工、北京不銹鋼零件加工、各種高精密金屬零件、塑料加工，各種高精密工裝夾具加工、 小批量研發(fā)模型樣機(jī)加工制作， 真空批量翻模加工制作， 硅膠，橡膠制作，鈑金制作， 鋁合金批量高精密加工制作，批量吸塑制作，產(chǎn)品過(guò)uv，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，批量噴涂絲印，鐳雕激光打字等等。