钛合金加工用的牧野机床介绍

　　为了适应钛合金飞机零件加工的需要，日本牧野公司在美国总部设立了全球钛合金研发中心，开发了T系列5轴卧式加工中心，其核心技术称为ADVANTiGE，意即“钛的优势”，可使钛合金的加工效率提高4倍，刀具寿命增加100%。

　　T系列卧式加工中心有两种型号：T4和T2，T4型卧式加工中心的X、Y和Z轴行程分别为4 200mm、2 000mm和1 000mm，最大工件重量为50 00kg，适用于加工飞机的钛合金大型结构件。

　　T2型卧式加工中心的尺寸规格较小，但同样采用ADVANTiGE钛合金加工技术集成系统，该系统包括提高机床性能超高刚度的机床结构与主动减振系统、提高切削速度与生产效率的自适应主轴、高压大流量冷却与切削液微化系统以及先进的数控系统及其编程策略等，从而克服了传统钛合金加工时金属切除率低、刀具寿命短的问题。

　　1. 高刚度的机床结构和减振系统

　　加工钛合金零件时，由于切削力较大以及铣削过程的不连续性，使机床的刚度和阻尼显得非常重要，它直接影响到铣削过程稳定区的多W形分布。

　　刚度低和阻尼小的机床切削稳定区有限。操作者往往为了保证生产效率，只能降低背吃刀量（吃刀深度）和提高主轴转速，结果导致刀具寿命大幅度降低。刚度高和阻尼大的机床能够提供更大范围的切削稳定区。这就为ADVANTiGE技术的其他组成部分提供了坚实的运作平台，例如进一步降低铣削过程的振动和提高金属切除率。

　　高刚度是T系列机床设计遵循的第一原则， T4型卧式加工中心采用大质量的床身，1.7m宽的立柱、箱型导轨系统和大直径的滚珠丝杠，从而保证机床具有很高的刚度和较大的阻尼。

　　ADVANTiGE 主动式减振系统借助低频振动传感器对摩擦力进行实时调整，避免了机床结构谐振的颤振和刀具损坏，从而获得更高的金属切除率和减少刀具磨损。

　　2. 主轴的自适应技术

　　T系列机床采用的HSK A125主轴是牧野公司到目前为止的最强大的电主轴，紧凑的设计结合最新的大转矩异步电动机和双变频传动技术，保证了钛合金加工所需的大功率、大转矩特性（3 000kN·m、100kW连续，5  000kN·m、150kW峰值）。主轴最高转速为40  000r/min。摆叉式铣头的A轴旋转为±110°，C轴可360°连续旋转。

　　该主轴采用自适应控制技术，借助位移传感器测量由过大切削力所造成的变形。此信息实时反馈到数控系统Professional  5，自动调整切削参数以适应当前的加工条件，从而保护了主轴和刀具；实现了机床主轴能够自主检测、思考、决策和反应以及优化切削状态的终极目标。

　　3. 高压大流量的冷却系统

　　尽可能保持工件处于冷态和尽快将高温切屑移除是钛合金加工的关键。T系列机床在切削液提供方面采用高压大流量冷却系统向切削区域直接提供大量的高压切削液，使切屑尽快地从多刃刀具的有限空间排出。切削液的供给压力最大可达100kg/cm2，流量达250L/min，压力和流量可以借助数控系统的M指令调节。切削液的供给有外部花洒、主轴喷嘴和通过主轴内孔3种方式，以提高其冷却和润滑效果，以及加速切屑从切削区域移除。

　　牧野公司提高钛合金加工效率的努力并非到此为止。例如，全球钛加工研发中心的工程师仍然不断地开发出多种应用程序，为各行业的钛加工提供解决方案。访问公司网站，可以了解牧野公司的最新突破，参与牧野的“全球钛日（Global Titanium Day）”的虚拟活动，观看技术讲座和牧野设计师和应用工程师有关钛合金加工的创新演示。

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