格勞博五軸聯(lián)動(dòng)通用加工中心
——航空航天領(lǐng)域的技術(shù)攻堅(jiān)者

■ 格勞博供稿

五軸數(shù)控加工中心作為航空航天領(lǐng)域的核心加工設(shè)備，有著不可替代的優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是解決葉輪、葉片等零部件加工難題，提高生產(chǎn)力和縮短生產(chǎn)周期為數(shù)不多的手段之一。這其中，來(lái)自德國(guó)格勞博集團(tuán)的五軸聯(lián)動(dòng)通用加工中心G350（第二代）/G550（第二代）/G750（第一代）所獨(dú)具的高精度、高穩(wěn)定性、高動(dòng)態(tài)性及強(qiáng)大的綜合性能，使其毋庸置疑地成為了航空航天領(lǐng)域難加工材料優(yōu)秀的技術(shù)攻堅(jiān)者。

堅(jiān)實(shí)可靠的品質(zhì)基礎(chǔ)

格勞博五軸聯(lián)動(dòng)通用加工中心G350（第二代）/G550（第二代）/G750（第一代），獨(dú)一無(wú)二的設(shè)計(jì)理念，如臥式主軸可達(dá)到同類機(jī)床中最長(zhǎng)Z軸行程和最佳排屑效果；軸的獨(dú)特布局，將導(dǎo)軌與工作點(diǎn)（TCP）之間的距離降至最小，使機(jī)床具有最佳穩(wěn)定性，非常適合加工鈦合金等硬金屬；“隧道”概念保證在使用最長(zhǎng)刀具時(shí)機(jī)床各旋轉(zhuǎn)軸都不受任何限制，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)最大工件的加工；三個(gè)直線軸和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，可通過(guò)一次裝夾便實(shí)現(xiàn)五面加工和五軸聯(lián)動(dòng)加工，從而能夠消除重復(fù)裝夾對(duì)工件精度產(chǎn)生的影響，降低夾具成本并顯著縮短加工時(shí)間，帶來(lái)航空航天領(lǐng)域客戶所需的高性價(jià)比和高加工效率；A' 軸與B' 軸的傾角范圍分別為 230°和360°，最大程度提供了加工自由度，它們直接由扭矩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠進(jìn)行符合航空航天領(lǐng)域要求的具備更高可靠性的加工。

“空間至簡(jiǎn)，技術(shù)至臻”是格勞博專為第二代五軸聯(lián)動(dòng)通用加工中心G350和G550提出的。得益于集成式刀庫(kù)的智能化全新布局，機(jī)床寬度減小了18.5%；全新開(kāi)發(fā)的換刀臂，擴(kuò)大的刀庫(kù)容量不僅使機(jī)床的準(zhǔn)備和切對(duì)切時(shí)間縮短了30%，智能化的刀具管理和刀庫(kù)技術(shù)的極佳可操作性還使機(jī)床具備了更加出色的加工靈活性，以應(yīng)對(duì)航空航天領(lǐng)域工件批量小、種類多、工藝流程復(fù)雜的特征。

此外，格勞博主軸碎屑檢測(cè)系統(tǒng)（SiS）、刀具激光測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量探頭等智能化故障監(jiān)控診斷選項(xiàng)，時(shí)刻保障機(jī)床加工的高效、高可靠運(yùn)行，對(duì)于航空航天領(lǐng)域而言這無(wú)疑是必須要實(shí)現(xiàn)的。

格勞博五軸聯(lián)動(dòng)通用加工中心不僅可以作為獨(dú)立機(jī)床單獨(dú)運(yùn)行，還可以配合豐富的自動(dòng)化解決方案——格勞博一站式自主研發(fā)設(shè)計(jì)的托盤存儲(chǔ)系統(tǒng)和托盤交換系統(tǒng)，以及個(gè)性化的工業(yè)機(jī)器人上下料解決方案，來(lái)進(jìn)行幾乎無(wú)人值守的自動(dòng)化生產(chǎn)，為航空航天領(lǐng)域的創(chuàng)新性應(yīng)用開(kāi)拓高效靈活的無(wú)限可能。

格勞博五軸聯(lián)動(dòng)通用加工中心G350（第二代）/G550（第二代）/G750（第一代）

航空航天領(lǐng)域的技術(shù)攻堅(jiān)者

由于鈦合金熱傳導(dǎo)能力差且粘著性明顯高于不銹鋼等材料，加工過(guò)程中刀具切削刃的溫度會(huì)顯著上升，引起刀具快速老化，嚴(yán)重影響使用壽命。在加工如鈦合金軸承座這類材料去除率相對(duì)較高的工件時(shí)，材料本身所具有的高強(qiáng)度對(duì)于加工中心的剛性和穩(wěn)定性而言就是一個(gè)考驗(yàn)，另外在加工時(shí)大量產(chǎn)生的切屑，以及鈦合金切屑易與刀刃發(fā)生粘結(jié)所帶來(lái)的一系列問(wèn)題也亟待解決。而這些考驗(yàn)和問(wèn)題在格勞博五軸聯(lián)動(dòng)通用加工中心G350（第二代）/G550（第二代）/G750（第一代）卓越的性能面前全都不在話下：機(jī)床床身采用焊接設(shè)計(jì)，剛性相較鑄造床身能夠提高25%～40%且具有較大彈性模量，在臥式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)最佳的機(jī)械剛性和加工穩(wěn)定性，同時(shí)支持使用更大的主軸功率和扭矩以實(shí)行更加強(qiáng)勁的加工。機(jī)床獨(dú)特的軸布局從－185°到+45°的A'軸旋轉(zhuǎn)范圍可以實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)式加工，使切屑直接落入排屑槽內(nèi)，令工件幾乎不受切屑粘結(jié)和累積所造成的任何困擾，從而帶來(lái)最佳排屑效果。當(dāng)然，五軸聯(lián)動(dòng)通用加工中心也可配備托盤存儲(chǔ)系統(tǒng)等形成完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線，其中，航空航天鈦合金和鋁合金液壓閥塊加工的交鑰匙項(xiàng)目，堪稱格勞博在航空航天領(lǐng)域的一個(gè)典型案例。

第二代G550加工的航空航天鈦合金軸承座

在加工航空航天渦輪葉片等薄壁結(jié)構(gòu)工件時(shí)，鈦合金材料彈性模量小、易變形的特點(diǎn)將成為加工的難題之一。針對(duì)這一問(wèn)題，格勞博五軸聯(lián)動(dòng)通用加工中心可選配帶有串聯(lián)驅(qū)動(dòng)輔助支架的工作臺(tái)款式。高動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)軸依靠雙驅(qū)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)上下完全同步旋轉(zhuǎn)，在發(fā)揮最大性能的基礎(chǔ)上還能夠避免扭力引起的葉片變形，大幅提升加工穩(wěn)定性，保證成品工件的使用性能。此外，還可集成機(jī)器人和自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)形成完整的生產(chǎn)單元，僅通過(guò)一次智能裝夾就能完成包括榫頭、倒角去毛刺、最終檢測(cè)等工序在內(nèi)的完整加工，一站式實(shí)現(xiàn)了從毛坯變身航空航天高精度渦輪葉片的全過(guò)程。

第二代G550加工航空航天渦輪葉片

整體葉盤通常采用鈦合金及高溫合金等難加工材料來(lái)進(jìn)行銑削精度高、表面質(zhì)量好的加工。而格勞博的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心因其高動(dòng)態(tài)性能（A'軸直接由扭矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)）、高主軸轉(zhuǎn)速及加速度，完備的智能監(jiān)控及補(bǔ)償功能，可完美滿足整體葉盤高效，精密和安全的銑削要求，達(dá)到其所需的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和服役周期。此外，整體葉盤在加工時(shí)極易與刀具產(chǎn)生干涉，為了保證加工安全性，刀具伸出長(zhǎng)度往往很長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了刀具剛性，易產(chǎn)生折斷現(xiàn)象。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，格勞博五軸聯(lián)動(dòng)通用加工中心可配備的高動(dòng)態(tài)工作臺(tái)基于現(xiàn)代化的力矩電機(jī)技術(shù)，其A、B軸的補(bǔ)償移動(dòng)極小，結(jié)構(gòu)緊湊且與電主軸輪廓相協(xié)調(diào)，能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的擺動(dòng)角度。因此，在工藝流程中可使用長(zhǎng)度和Z軸行程都更短的刀具，從而大幅提升了工件的可操作性及刀具的使用壽命，以進(jìn)行具備更高穩(wěn)定性、精度和效率的整體葉盤加工。

使用短刀具的第二代G350加工航空航天整體葉盤

除了格勞博五軸聯(lián)動(dòng)通用加工中心本身過(guò)硬的性能，面向未來(lái)的工業(yè)4.0理念，格勞博還可以為客戶提供GROB-NET4Industry數(shù)字化解決方案，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程網(wǎng)絡(luò)化和透明化，進(jìn)一步確保和提升企業(yè)的工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。2020年起，第二代G350和G550已于格勞博位于大連的生產(chǎn)基地實(shí)現(xiàn)了本地化生產(chǎn)，令中國(guó)乃至全亞洲的客戶在更短的交貨期內(nèi)，以更高的投資收益，更近距離的完善服務(wù)，使用到德國(guó)同等品質(zhì)的加工中心，進(jìn)行高精度、高效率的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。