牧野全新高效石墨立式加工中心E3

E3是由牧野亞洲全新設(shè)計(jì)推出的一款立式石墨加工機(jī)，針對(duì)石墨材料的特性，其卓越的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高速30k主軸、PRO.6系統(tǒng)以及SGI.5控制技術(shù)可以大幅度縮短加工時(shí)間并保證加工質(zhì)量，同時(shí)其多向開(kāi)門(mén)的結(jié)構(gòu)可以靈活進(jìn)行自動(dòng)化布線。

• 石墨材料加工的優(yōu)越性 

  隨著銅材料價(jià)格的提升，石墨工藝的進(jìn)步導(dǎo)致石墨材料價(jià)格的降低，石墨電極正越來(lái)越廣泛地運(yùn)用到電極加工中，和銅相比，石墨的材料有著各方面的優(yōu)越性。

石墨材料加工的切削阻力更小，其加工效率大約是銅的2~3倍，采用石墨材料可以有效縮短電極的加工時(shí)間。

銅電極加工產(chǎn)生的切削熱容易產(chǎn)生熱變形，由于其塑性材料的特性，在加工薄筋形狀時(shí)也容易發(fā)生彈性形變引起加工震動(dòng)；而石墨本身由顆粒燒結(jié)而成，其耐熱、脆性材料的特性可以減少加工過(guò)程中產(chǎn)生的變形和震動(dòng)。

圖1 石墨電極更容易實(shí)現(xiàn)高長(zhǎng)寬比的薄筋電極加工

銅的熔點(diǎn)為1083℃，而放電瞬間溫度可達(dá)1100℃，采用銅電極更容易磨損，而石墨在3550℃才會(huì)出現(xiàn)升華，所以采用石墨電極更容易承受大電流，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)更小的電極損耗。

石墨密度僅為銅的1/5，采用石墨電極可大大減小火花機(jī)加工時(shí)對(duì)機(jī)頭產(chǎn)生的負(fù)載。

石墨的熱膨脹率是銅的1/4，可以有效減少放電時(shí)電極的發(fā)熱變形帶來(lái)的誤差。

• 為防塵而設(shè)計(jì)的特殊結(jié)構(gòu)         

  為何石墨機(jī)器一定要注意石墨防護(hù)？——如果石墨加工時(shí)產(chǎn)生的切屑粉塵進(jìn)入絲桿、導(dǎo)軌、主軸等機(jī)床關(guān)鍵部位，會(huì)加劇磨損，同時(shí)由于碳和鐵的電化學(xué)性質(zhì)，二者接觸極易發(fā)生氧化。另外，石墨從加工室泄露進(jìn)入工作環(huán)境中也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害。

機(jī)床Y軸和Z軸在移動(dòng)過(guò)程中形成的擾流【圖2】使得石墨粉塵難以被吸塵器吸走，E3 擁有更大傾斜角的X軸護(hù)板【圖3】，使得吸塵氣流更順暢，經(jīng)ANSYS分析【圖4】和實(shí)際切削論證，可有效減少產(chǎn)生，使氣流更順暢，吸塵更徹底，同時(shí)，由于X軸護(hù)板傾角增大，加工室的體積也相應(yīng)減小，從而使得內(nèi)外氣壓差更大，便于粉塵吸走。

圖2 機(jī)床移動(dòng)過(guò)程中形成的擾流會(huì)影響粉塵的吸塵效果

圖3 更大角度的X軸護(hù)板可減小加工室體積，增大氣壓差

圖4 ANSYS分析由于更大的X軸護(hù)板傾角，吸塵氣流更加順暢

加工室內(nèi)有上方寬大，下方窄小的氣流通道【圖5】，當(dāng)集塵器工作時(shí)，氣流自上而下運(yùn)動(dòng)，而下方較窄的橫截面積可以增大空氣流速，使得底部粉塵容易被吸走。而當(dāng)集塵器暫停工作時(shí)，加工室內(nèi)的負(fù)壓會(huì)使粉塵向上移動(dòng)，由于氣流通道上部較大的截面積，空氣流速也會(huì)降低，粉塵會(huì)在重力的作用下自然下沉。

圖5 上寬下窄的氣道使靠近工作臺(tái)的位置具有更大的氣壓

各軸均設(shè)有密封墊圈以及防塵罩防止石墨粉塵進(jìn)入絲桿和導(dǎo)軌，同時(shí)移動(dòng)部分還設(shè)有刮板防止石墨粉塵和油污粘連。

• 主軸

  1）軸承安裝時(shí)設(shè)置預(yù)載荷，在保證主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到30000rpm的同時(shí)，也保證了材料的高去除率。

  2）主軸設(shè)有熱伸長(zhǎng)傳感器，監(jiān)控主軸的熱伸長(zhǎng)情況，保證長(zhǎng)時(shí)間加工的精度和穩(wěn)定性。

  3）圓筒式主軸設(shè)計(jì)，所有的線纜和管路均從主軸頂部連接，方便更換。

  4）油氣潤(rùn)滑有效保證軸承長(zhǎng)時(shí)間加工壽命。流更順暢，吸塵更徹底，同時(shí)，由于X軸護(hù)板傾角增大，加工室的體積也相應(yīng)減小，從而使得內(nèi)外氣壓差更大，便于粉塵吸走。

   

  
  

• 自動(dòng)化設(shè)計(jì)

  1）左右雙自動(dòng)化門(mén)，且前部可選配自動(dòng)化門(mén)，既可通過(guò)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)單向排列或?qū)﹂T(mén)排列的自動(dòng)化產(chǎn)線，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)單機(jī)+機(jī)器人電極庫(kù)+火花機(jī)的簡(jiǎn)單自動(dòng)化。

圖6 左右雙自動(dòng)化門(mén)與電極庫(kù)組成自動(dòng)化線

圖7 E3+ERC80+EDNC6組成的自動(dòng)化線

2）刀盤(pán)采用鋁制成，另外增加支撐軸承，在降低刀盤(pán)重量的同時(shí)，刀盤(pán)可承重30把E40刀柄。