Ключевой компетенцией HAGE вот уже 30 лет является проектирование и производство тяжелых и уникальных станков и автоматических линий. Каждый проект фирмы уникален. В 1999 году HAGE удалось добиться на рынке успеха и с серийным продуктом – пятиосевым портальным обрабатывающим центром HAGEMATIC 305 для высокоскоростной обработки резанием (фрезерование, сверление, распиловка, нарезание резьбы) длинноразмерных алюминиевых и стальных профилей. Центр был поставлен на предприятия «Siemens» в Германию, на дочернее предприятие «Siemens» по производству железнодорожных вагонов Siemens AG Wien в Вене, в Прагу. Последовали поставки в Китай, Канаду, Россию. Четыре пятиосевых обрабатывающих центра HAGEMATIC 305  для производства вагонов высокоскоростных электропоездов будут поставлены на совместное предприятие «Сименс» и Группы Синара в Екатеринбурге весной 2013­го года.

Теперь фирма HAGE представляет новый уникальный продукт – пятиосевой портальный обрабатывающий центр HAGEMATIC 305 FSW, позволяющий впервые в мире одновременно использовать преимущества высокоскоростной  обработки (HSC – HighSpeedCutting) и сварки трением с перемешиванием (FSW – FrictionStirWelding).

Рис. 1 Пятиосевой портальный обрабатывающий центр HAGEMATIC 305

Переход от фрезерной обработки к сварочным операциям не требует переналадки. Главным Know­How  обрабатывающего центра HAGEMATIC 305 FSW является гибридная трехосевая фрезерно­сварочная головка «Stirpower 300». Она обеспечивает 3D обработку стали и алюминия – высокоскоростного фрезерования, сверления, шлифования, распиловки, а также реализацию  2D  или 3D сварочных швов различной конфигурации инструментами для FSW.

В качестве эксперта в области технологии FSW привлечена австрийская фирма Stirzone, ключевой компетенцией которой является исследование и оптимизация процесса FSW применительно к различным материалам, комбинациям материалов и конструкции подлежащих сварке деталей.

По техническому заданию заказчика производится оптимизация параметров процесса FSW, а также разработка специальных, оптимальных для конкретного практического приложения инструментов. Оснастка для закрепления подлежащих механической обработке и сварке деталей может быть разработана силами HAGE и поставлена вместе со станком.

Ход осей X, Y, Z, также мощность и момент шпинделя и фрезерной головки и другие технические данные могут быть изменены в соответствии с пожеланиями заказчика. Глубина сварочного шва может быть увеличена до 20­и мм.

Рис. 2 Схема HAGEMATIC 305 FSW для операций HSC и FSW

Рис. 3 Гибридная фрезерно-сварочная головка «Stirpower 300»

Преимущества HAGEMATIC 305 FSW для заказчиков

Преимущества высокоскоростной обра­­ботки HSC, высочайшая производительность (в 5…10 раз выше обычной), безупречное качество обработанных поверхностей, снижение нагрузки на подшипники и т.д., – широко известны.
FSW – относительно молодая технология, и, так как ее применение создает существенные конкурентоспособные преимущества, информация о фактических сбережениях и практических приложениях этой технологии сварки широко не афишируется. Согласно данным TWI (TWI – Technological Welding Institute), в 1991 году запатентовавшей эту технологию, среди преимуществ ее использования:

• возможность промышленного изготовления сборочных узлов высокой степени готовности
• большая глубина и длина швов
• отсутствие пористости и трещин
• нет необходимости в дополнительных материалах и защитном газе (Al­проволока)
• отсутствие испарений, токсичных газов и излучения от дуги
• обеспечение качества – простота автоматизации и наблюдение параметров процесса
• высокий уровень повторяемости и воспроизводимости процесса
• возможность разработки новых решений в кратчайшие сроки (благодаря гибкости и функциональным возможностям промышленного оборудования)
• отсутствие необходимости доработки поверхности и удаления брызг после сварки
• оптимальные механические характеристики сварного шва, сопоставимые с механическими характеристиками свариваемых деталей
• возможность сварки практически всех металлов с температурой плавления до 1800°C, а также возможность соединения деталей из различных металлов, сварка которых невозможна любым другим методом
• безопасность как для здоровья пользователя, так и для экологии.

Одно из наиболее убедительных преимуществ FSW – сваренные детали готовы к использованию. Затраты на шлифование, полирование, выравнивание исключены. Конструктивные компоненты готовы к сборке сразу после сварки.

Рис. 4 Сварка трением с перемешиванием алюминиевых профилей с системой конт­роля качества сварного шва SCOUT

Выгода от комбинации операций HSC и FSW на одном обрабатывающем центре с одного установа очевидна, тем более что речь идет о деталях, вес которых может доходить до нескольких тонн. Особый интерес HAGEMATIC 305 FSW представляет для производства высокоточных изделий больших размеров, где необходимо обес­печить безупречный стык пространственных подлежащих сварке поверхностей большой длины.  Фрезерная обработка этих поверхностей и последующая сварка без необходимости переналадки – мечта каждого главного сварщика любой серьезной фирмы.

Качество сварных швов сложной пространственной конфигурации обеспечивается системой контроля заданного значения силы резания или нагрузки на инструмент при сварке. При этом ведется наблюдение отклонений перемещений от заданных значений, при превышении допуска от заданных значений обрабатывающий центр останавливается. Шпиндель с инструментом для сварки или обработки резанием  перемещается в автоматическом режиме, что  гарантирует повторяемость технологических операций и постоянство качества. Качество сварных швов во время каждой операции отслеживается системой SCOUT (Meta­Scout GmbH).

Особенности конструкции

• HAGEMATIC 305 FSW длиной 70 м и весом 45 тонн позволяет обрабатывать детали длиной до 30­и и шириной до 3 м. Вес заготовок при производстве вагонов – 2 тонны, ограничен только нагрузочной способностью крепежной оснастки (показатель может быть увеличен по желанию заказчика).
• HAGEMATIC 305 FSW опционально оснащается кабинетной защитой, которая вместе с порталом передвигается по оси X по встроенным в фундамент помещения высокоточным рельсовым направляющим из закаленной стали. Кабинетная защита имеет собственный привод и перемещается между двумя рабочими местами. Рабочее пространство предусматривает возможность обработки при одновременном проведении погрузочно­разгрузочных операций. Компенсация отклонений размеров проезжей части производится с помощью лазерного интерферометра.
• Смена инструментов производится в автоматическом режиме, что существенно сокращает время простоев и вспомогательных операций. Количество мест инструментального магазина – от 20­ти до 60­ти инструментальных оправок HSK 100 A.
• Охлаждение инструмента масляным туманом.
• HAGEMATIC 305 FSW опционально оснащается системой видеонаблюдения, системой контроля сварочных швов, пультом оператора станка и центральной системой отсоса стружки и СОЖ.
• Возможна быстрая переналадка при смене детали.

Заключение:

Пятиосевой портальный обрабатывающий центр HAGEMATIC 305 FSW – идеальное решение для вагоностроения, авиакосмической и автомобильной промышленности; общего машиностроения, обработки стальных и алюминиевых профилей и др.

www.hage.at

www.stirzone.at

Контакты для России и стран СНГ:

К.т.н. Сергеева Елена Викторовна

Dr.­IngElenaSergeev
HSCConsulting
Ginsterweg 1a
21407 DeutschEvern
 

Germany

Tel. +49 4131 799 243
Fax +49 721 509 663 609
sergeev.dr@t­online.de
www.sergeev­hsc.de