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)計推出的一款立式石墨加工機，針對石墨材料的特性，其卓越的結(jié)構(gòu)設(shè)計、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間并保證加工質(zhì)量，同時其多向開門的結(jié)構(gòu)可以靈活進行自動化布線。

• 石墨材料加工的優(yōu)越性 

  隨著銅材料價格的提升，石墨工藝的進步導(dǎo)致石墨材料價格的降低，石墨電極正越來越廣泛地運用到電極加工中，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，在加工薄筋形狀時也容易發(fā)生彈性形變引起加工震動；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程中產(chǎn)生的變形和震動。

圖1 石墨電極更容易實現(xiàn)高長寬比的薄筋電極加工

銅的熔點為1083℃，而放電瞬間溫度可達1100℃，采用銅電極更容易磨損，而石墨在3550℃才會出現(xiàn)升華，所以采用石墨電極更容易承受大電流，同時可以實現(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加工時對機頭產(chǎn)生的負載。

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

• 為防塵而設(shè)計的特殊結(jié)構(gòu)         

  為何石墨機器一定要注意石墨防護？——如果石墨加工時產(chǎn)生的切屑粉塵進入絲桿、導(dǎo)軌、主軸等機床關(guān)鍵部位，會加劇磨損，同時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入工作環(huán)境中也會對人體產(chǎn)生傷害。

機床Y軸和Z軸在移動過程中形成的擾流【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軸護板【圖3】，使得吸塵氣流更順暢，經(jīng)ANSYS分析【圖4】和實際切削論證，可有效減少產(chǎn)生，使氣流更順暢，吸塵更徹底，同時，由于X軸護板傾角增大，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 機床移動過程中形成的擾流會影響粉塵的吸塵效果

圖3 更大角度的X軸護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，氣流自上而下運動，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，加工室內(nèi)的負壓會使粉塵向上移動，由于氣流通道上部較大的截面積，空氣流速也會降低，粉塵會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入絲桿和導(dǎo)軌，同時移動部分還設(shè)有刮板防止石墨粉塵和油污粘連。

• 主軸

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

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

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

  4）油氣潤滑有效保證軸承長時間加工壽命。流更順暢，吸塵更徹底，同時，由于X軸護板傾角增大，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。

   

  
  

• 自動化設(shè)計

  1）左右雙自動化門，且前部可選配自動化門，既可通過機器人實現(xiàn)單向排列或?qū)﹂T排列的自動化產(chǎn)線，同時可以實現(xiàn)單機+機器人電極庫+火花機的簡單自動化。

圖6 左右雙自動化門與電極庫組成自動化線

圖7 E3+ERC80+EDNC6組成的自動化線

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