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鋁板加工中的真空夾持

2018-6-11 10:55| 發布者: admin| 查看: 9937| 評論: 0|來自: 普旭真空

摘要: Alimex股份有限公司(Alimex GmbH)總部位于德國維利希,其核心業務是制造具有均質結構的低應力鑄鋁板。這些半成品適用于對材料有著極高需求的應用。這些板材需要在數控龍門銑床上進行面銑加工。普旭(Busch)的 Mink ...


        Alimex股份有限公司(Alimex GmbH)總部位于德國維利希,其核心業務是制造具有均質結構的低應力鑄鋁板。這些半成品適用于對材料有著極高需求的應用。這些板材需要在數控龍門銑床上進行面銑加工。普旭(Busch)的 Mink 無油爪式真空泵產生的真空將板材牢固地控制在格柵板上。此類真空的產生的過程,是Alimex 找到的一種高度可靠、清潔、節能的方案。

 

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        Alimex 創立于 1968 年。成立之初,公司僅加工輥軋板材,將其鋸切成段。

        20 世紀 70 年代初,Alimex 開始專門加工輥軋鋁錠,將其鋸切成板。與輥軋板和金屬板不同,鋸切可以用來生產具有均質結構和低應力的鋁板。對航空技術、光學工業、太陽能和半導體行業的許多客戶而言,這是加工用于制造高質量組件的材料的基本要求。今天,Alimex 為全球客戶提供表面為鋸切、銑削和鏡面品質的各種鑄造鋁合金板。

        Alimex 可以加工標準尺寸為 3 x 1.5 米的板材,也可以按需加工高達 5 x 2.9 米的特殊尺寸。其中最常用的材料是合金 EN AW-5083 (AlMg4.5Mn0.7),用于生產極具均衡機械性能的低應力精密鑄板。微細孔鑄板也通過延長熱處理和熱應力消除的方式實現均質化。根據客戶的要求,通常這些板材的兩面銑削光潔度低于 0.4 微米 (μm)。此外,公司利用特殊銑削技術還可以提供光潔度低于 0.2 微米 (μm) 的板材。

 

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圖 1: 格柵工作臺上放置有加工鋁鑄板的龍門銑床

        除了厚度介于 5 和 50 毫米之間的標準板材,Alimex 還可以加工更厚的板材。

        Alimex 以不同鑄造廠提供的輥軋鋁錠作為原料,在加工前經過應力退火處理,以消除鑄造和冷卻過程中產生的應力。

        初始工序是將鑄錠先后在垂直帶鋸片和水平帶鋸片上鋸切至尺寸。 一些鋁板在完成鋸切加工后即可交付,不過大多數鋁板還需要使用三臺 CNC 龍門銑床之一再次加工。兩臺銑床的銑頭直徑為 1.7 米,這意味著通過一次進給動作即可在一側銑削標準幅寬的板材。 第三臺銑床配有的銑頭可通過一次進給操作銑削最高達 2.5 米寬的板材。

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圖 2: 為三臺 CNC 提供真空的Mink爪式真空泵 龍門銑床

        三臺龍門銑床最初配備油潤滑旋片式真空泵,用于產生真空以在格柵工作臺上夾持鋁板。

        但是,生產經理 Najib El Byad 對此方案并不滿意。這些真空泵需要大量的維護作業,因為排氣過濾器和油過濾器必須每三個月更換一次,而且油液每三個月必須加滿。 此外,油液必須每年完全更換一次。從油潤滑旋片真空泵中逸出的一些細油霧會凝結在鋁板的鏡面表面上,這種污染是不能容忍的。而且該系統的能耗非常高,因為三個真空泵全部配備 7.5 千瓦電機,這意味著每周五天、每天 24 小時產生真空,一年的能耗量達到 121,500 千瓦時。

        普旭(Busch)建議 Najib El Byad 在銑削時使用 Mink 爪式真空泵來夾持鋁板。這些真空泵能夠在沒有工作液或接觸的情況下抽真空,因此,無需工作液即可壓縮抽出的空氣。非接觸技術可以防止真空泵磨損,幾乎無需維護。此外,非接觸操作可提高效率、降低能耗。此系統的優勢在部署此新真空技術設備后的頭幾個月就有了明顯效果。


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圖 3: Mink 爪式真空泵的剖面圖

        無油操作意味著當 Mink 爪式真空泵排出氣體時無任何污染。維護作業僅限于每年預防性地更換一次齒輪油。齒輪油用量(0.85 升或一升)明顯少于需要換油的旋片真空泵,因為后者除了需要每個季度都要加滿油之外,每年還要更換 5 至 6.5 升油。

        全新Mink 爪式真空泵的輸出功率經過精準配置以提供所需的夾持力,意味著與特殊幅寬的銑床相比,每臺用于加工標準尺寸板材的銑床上安裝了較小尺寸的真空泵。兩臺較小的 Mink 爪式真空泵由 3 千瓦的 IE3 電機驅動,較大的真空泵則由 6 千瓦的 IE3 電機驅動。因此,三臺銑床每年生產真空所需能耗為 64,800 千瓦時,與之前的方案相比,能耗節省了近一半。在經過兩年多的運行之后,生產經理 Najib El Byad 對投資購置的新 Mink 真空泵非常滿意,此技術設備不僅滿足了其所有期望,而且真空供應極為穩定。在此期間從未出現任何故障或停機事故。

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