航空航天產(chǎn)業(yè)是對機(jī)床要求最為苛刻的行業(yè)之一。
牧野機(jī)床制造株式會社長期以來為這一行業(yè)提供能夠高精度加工復(fù)雜形狀、高價值材料的加工中心(MC)。與此同時,制造業(yè)面臨著勞動力短缺的長期困擾,迫切需要通過自動化和生產(chǎn)效率提升來應(yīng)對。
日本牧野機(jī)床以卓越的產(chǎn)品開發(fā)能力應(yīng)對這些復(fù)雜需求,在市場前景不明的情況下,進(jìn)一步挖掘航空部件加工需求的潛力。
“加工對象與主軸的可達(dá)性高,能夠應(yīng)對復(fù)雜的加工形狀?!蹦烈皺C(jī)床執(zhí)行董事金谷潤如此評價新開發(fā)的五軸控制臥式加工中心“a500iR”的特點。
通過加大工作臺垂直方向旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)范圍,該機(jī)型實現(xiàn)了主軸與加工件更近距離的加工,顯著提升了可達(dá)性。這使得該機(jī)型更容易應(yīng)對航空發(fā)動機(jī)部件中諸如葉盤(Blisk)和葉輪(Impeller)等復(fù)雜形狀的加工需求。
新機(jī)型采用了將工作臺單元重心置于垂直旋轉(zhuǎn)軸附近的軸結(jié)構(gòu)以及高剛性機(jī)械結(jié)構(gòu),在加工難度較高的鈦合金、因科鎳合金(Inconel)和鋁等航空材料時,也能實現(xiàn)高精度與高效率的加工。
主軸方面,新機(jī)型將達(dá)到最高轉(zhuǎn)速每分鐘14,000轉(zhuǎn)的時間縮短了25%,并將高速旋轉(zhuǎn)時的輸出提高了40%。通過同時縮短非切削時間與切削時間,特別是在鋁材切削加工中,大幅提升了生產(chǎn)效率。
此外,新機(jī)型將工件的最大尺寸擴(kuò)大至直徑900毫米(增加30%)、高度600毫米(增加50%),承載量提高至400公斤(增加2.7倍)。與以往建議用于加工直徑900毫米工件的機(jī)型相比,新機(jī)型將安裝面積減少了50%,提升了單位面積的生產(chǎn)效率。
在人手不足的背景下,新機(jī)型通過減輕操作負(fù)擔(dān)作出回應(yīng)。可達(dá)性的提升拓寬了對復(fù)雜加工形狀的適應(yīng)范圍,能夠更容易地將原本需要多臺設(shè)備加工的工藝集約到一臺設(shè)備上。牧野銑床還引入了獨特的托盤方向轉(zhuǎn)換機(jī)制,在工件裝夾時為水平位置,加工時則切換為垂直位置。牧野銑床社長宮崎正太郎表示:“雖然裝夾操作仍需要人工進(jìn)行,但通過工藝集約與水平裝夾,可有效減輕工作負(fù)擔(dān)。”
裝夾作業(yè)的減少也擴(kuò)大了無人化加工的應(yīng)用范圍。新機(jī)型的自動換刀裝置(ATC)存儲刀具數(shù)量增加50%,達(dá)到90把。宮崎社長強(qiáng)調(diào):“這一設(shè)計使得設(shè)備能夠支持夜間及周末的長時間無人連續(xù)運行。”
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2024年4月至9月期間,日本牧野機(jī)床航空領(lǐng)域訂單同比增長55%,這也促使公司將2025財年的訂單目標(biāo)上調(diào)125億日元,至2275億日元。然而,隨著特朗普美國總統(tǒng)候選人的政策逐步落實,2025年的市場前景存在不確定性。
該公司于9月在美國芝加哥舉行的國際制造技術(shù)展覽會(IMTS)上首次展出a500iR,并在11月于東京舉辦的日本國際機(jī)床展覽會(JIMTOF)上展示了航空部件的加工演示。新機(jī)型計劃于2025年2月開始交付,預(yù)計將進(jìn)一步提升訂單量。