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天車式龍門加工中心×多功能附加頭

摘要"

高鋒工業股份有限公司自西元1968年創立以來,以優良的技術根基隨著臺灣機械業的腳步一路成長,能成為模具及加工產業的領導品牌及忠實的夥伴並非偶然。關鍵在於高鋒藉著專業知識深化、持續製程改善、專注於核心技術能力提升,堅持到完美為止的態度,並獲得國家認證背書,堪稱業界的標竿。
迄今累積超過50年堅實的技術能力及經驗,成功開發並穩定銷售立式加工中心、龍門式加工中心、臥式加工中心、高速龍門式加工中心、天車龍門式加工中心、動樑龍門式加工中心、鑽孔攻牙中心機等產品系列,促使高鋒得以從台灣出發,進而佈局全球。

 

 

天車式龍門加工中心
針對加工超大型工件與超大重量之需求而設計開發,天車式設計三軸皆在立柱上移動,落地式工作台獨立不與立柱連結,將機台加工振動源分離。使用於模具加工業外,亦適合大型鑄件、結構件、半導體腔體設備及航太交通運輸零件及能源…等產業加工需求。全方位的切削解決方案,滿足客戶需求並跨向高附加價值產品領域。

 

 

 

 

 

KG-10080
機台的門寬為業界目前最大8865mm,並且夾持側銑頭後亦可滿足全行程,不會因Y軸移動到左右側極限位置,夾持側銑頭對加工件進行側銑時,因為門寬而減少夾頭後的機台行程或者 因為刀具長度而限制了加工件的尺寸,降低上述限制達到機台最大利用率。
機台三軸行程:X軸10000mm、Y軸8100mm、Z軸1400mm,三軸快移速度10M/10M/15M、主軸鼻端到工作台距離1300~2700mm。工作台尺寸10000mm×8000mm,總共可乘載200公噸(tons)之工件。
XY軸搭配線軌藉由齒輪齒排傳動,單軸採用雙高精度低背隙減速機搭配伺服馬達藉由電機預壓,利用兩顆減速機相對反向轉動進而消除傳動時所產生的背隙,可確保傳動零背隙與高定位精度。
Z軸搭配四線軌共十二滑塊,對稱配置於頭部本體兩側,藉由螺桿及搭配減速機、伺服馬達直結傳動,鞍座採取封閉式結構,保持力流封閉。Z軸螺桿配置於鞍座左側,比起一般配置於後方的設計,減少鞍座的厚度及主軸中心到橫樑的距離,大幅提昇機台切削剛性。氮氣配重油壓缸配置於鞍座右方,與Z軸螺桿對稱性設計,減少伺服馬達負載,提升Z軸穩定及快移表現。
主軸功率37KW搭配自製齒輪箱,兩段齒比變速最高轉速4000rpm,高檔齒比1:1、低檔齒比1:4.4,而低檔輸出最大扭力可達1635N-m。自製齒輪箱置於頭部本體最上方搭配長型聯軸器傳動,減少轉動慣量提昇傳動效率並維持齒輪的大扭力傳動。而且齒輪箱配置於最上方不會突出頭部本體,使頭部可伸入深腔內加工,不受工件輪廓影響提升加工親近性。

高鋒自製多功能自動附加頭
高鋒自主研發第二代附加頭,全自動夾持/自動分度定位/自動換刀,體積較第一代縮小、切削力更加提升、提升加工親近性。配有高壓70bar中心出水,及獨家設計防掉頭機構(發明專利申請中),可確保操作附加頭不會意外掉落造成損害。並有1o、2.5o、5o分割的多種附加頭可供搭配,滿足客戶多樣化的加工需求。

體積縮小
總體積比過去的第一代萬向頭縮小20%,減少機台行程的佔用及反向增加利用率,提升加工親近性。

轉速提升
採用7018軸承及NN軸承,保持剛性並提升最高轉速。

切削力提升
當主軸最大切削負載750N-m,切削條件:主軸轉速200rpm、刀具直徑φ160mm共10刃、切寬128mm、切深6mm、進給速度400mm/min。切削能力較舊版提升30%以上,並且極限切削後仍可維持原本的精度,剛性及穩定性大幅提升。

四個拉栓搭配瓣爪夾持
採用四個倍力夾爪搭配四個拉栓及油壓夾持,可確保夾鬆時的動作同步,不會因一般附加頭夾鬆時,油壓系統的速度差使大爪動作不同步,產生精度誤差導致夾鬆異常。

多種分割定位角度
附加頭的旋轉角度分割及定位,是藉由一組上、下配合的曲齒及離合器所達成。分割角度由標準5o可選配2.5o到最小1o,曲齒精度±3",可供客戶選擇因應各種不同工件輪廓及幾合角度加工。

一體式研磨加工曲齒
採用直接於結構件上加工後,進行熱處理再研磨出曲齒齒型,使曲齒與結構件成為一體式,與一般將曲齒用螺絲鎖固於結構件上再藉由銷定位不同。這樣的方式製作上較為困難及耗時,減少了互換性,但是帶來的好處是提升了附加頭的整體切削剛性。並且避免附加頭因切削力過大,使曲齒定位精度不準導致的夾鬆異常。

防掉頭機構
附加頭因空油壓系統異常維修時解除PLC設定而操作錯誤,導致附加頭夾持異常,甚至掉落而損傷工件、附加頭、工作台等等。所以獨家設計防掉頭機構,除了原本控制器端的保護外,更多了另外一層機械端的保護。

降低溫升及熱伸長
最高溫升15℃內,熱伸長比第一代附加頭減少30%,有效降低溫升及熱伸長,可確保長時間加工的精度及穩定性。

模組化設計
簡化零件採用模組化設計,提升組裝精度及售後維修便利性。

改善漏油
油路管路設計改善,有效降低漏油問題發生,減少旋轉定位時的抵抗力,提升旋轉穩定性。

電氣接頭
由外置式電氣接頭改為內部電氣接頭,體積縮小並且可以避免切屑及切削液所造成的損害。

中噴
附加頭內部增加旋轉油封的數量並改善中噴機構,將最大中噴壓力由過去20bar提升到70bar。

潤滑方式改善
附加頭軸承及齒輪的潤滑方式由油霧潤滑改為油脂潤滑,減少油霧的使用量改善操作環境。

附加頭主軸定位機構
附加頭內部增加主軸定位機構,附加頭與機台主軸脫離後自動鎖死附加頭主軸,無法使用外力轉動,當附加頭回頭架後不用使用零件固定主軸端鍵,避免夾持時主軸端鍵錯位導致撞傷。

自製多功能自動附加頭系列

自動側銑頭
一般加工機為三個軸向,主軸與工件頂面成垂直方向,所以只能加工到工件的頂面,若想要對其餘四個側面進行面銑和鑽孔時,就必須將工件的換面,但換面須要重新校正工件,容易產生誤差,工件較大的話會很耗時,並且有工安上的危險,所以便有了側銑頭的需求。

 

 


在機台的軸向上增加了C軸旋轉軸變為四軸,加裝側銑頭藉此加工到工件的四個側面,包含原本的頂面共五面,稱為五面加工機。實際上依C軸分度而定,其實為多面加工功能,不僅減少了工件換面的時間且避免了重新校正所產生的誤差。並在主軸中配有編碼器,精度藉由編碼器來控制側銑頭C軸旋轉及定位精度。
高鋒側銑頭,C軸旋轉角度0~360o最高轉速3500rpm、連續扭矩500N-m、最大容許扭矩750N-m、拉刀力1900~2100Kgf。

自動AC軸萬向頭
對於斜面的面銑及鑽孔,因為加工時主軸必須與工件面成垂直,所以必須使用五軸加工機,在機台的軸向上增加了A軸旋轉軸及C軸旋轉軸。A軸與C軸分別使用各一組曲齒定位,在萬向頭內有定位機構保持A軸模組 及離合機構控制A軸曲齒的結合與分離達到定位,並且內部配有絕對式編碼器控制A軸旋轉及定位精度。
高鋒萬向頭,C軸旋轉角度-30~+325o、A軸旋轉角度±110o最高轉速3500rpm、主軸馬力25kw、連續扭矩500N-m、最大容許扭矩750N-m、拉刀力1900~2100Kgf。

自動延長頭
大型機台的Z軸行程 及 主軸鼻端到工作台的距離比較大,當被加工件較矮時,為了加工需要將被加工件墊高或是將頭部本體Z軸下降。但頭部本體的Z軸越低時,頭部本體突出鞍座的懸深大,會導致主軸的切削力降低。為了克服這些問題,藉由搭配延長頭使Z軸高度維持於高點保持主軸的切削力,又可以加工到較矮的工件的特性。
高鋒延長頭,最高轉速3000rpm、主軸馬力25kw、連續扭矩500N-m、最大容許扭矩750N-m、拉刀力1900~2100Kgf,有400mm/600mm/850mm延長頭供客戶搭配選擇。

自動延長增速頭
機台搭配附加頭時,一般是藉由主軸轉動達到附加頭的分度定位 以及 傳動附加頭的主軸,所以主軸的轉速會較低跟扭力較大才可以達到需求。
延長增速頭繼承延長頭特性,附加頭長度630mm,與一般附加頭傳動機構不同,不藉由主軸傳動附加頭主軸,是在增速頭內配置一內藏主軸(BiL 112S/20000),利用電氣接頭的結合,傳送訊號源及動力源,最高轉速15000rpm主軸最大切削負載60N-m,讓客戶同一機台上有高轉速低扭矩跟低轉速大扭矩的不同選擇。

結論
五十年來,高鋒隨著時間累進,以優良的技術根基不斷成長,專注於頂尖的核心技術與能力的提升,成為模具及加工業之領導品牌,「研發紮實,品質控管,雕鑿淬鍊」致力做到超越客戶期待,立足台灣,放眼世界。
設計面面俱到,創新突破,延展視界。積極傾聽來自各方的聲音,理解客戶全盤需求。在市場面,洞察先機,擬定完善發展策略。對於產品嚴苛控管,追求頂鋒,達到高端、穩定品質。專業團隊提供高效服務,24小時永不間斷,值得深度品味。我們以凡事堅持完美的態度,用心經營,藉著反覆經驗累積、專業知識深化和持續製程改善,堪稱業界標竿,冀望高鋒工業、KAFO品牌深植人心給客戶最高品質的永久承諾。

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