在智利的一座山峰上，全球最大的望遠(yuǎn)鏡正在建造中，其鏡面直徑達(dá)39米。雖然研究人員希望借此獲得觀察宇宙深處的獨(dú)特視角，但位于慕尼黑的Jakob Behr公司卻面臨著一個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)的問題：如何在望遠(yuǎn)鏡的部件上制作出高質(zhì)量的槽。Ingersoll的新型銑刀解決了這個(gè)問題。

成品鋁部件的背面形狀非常像一把椅子。受到這種啟發(fā)，公司老板Sebastian Behr毫不猶豫地坐在了這張“座椅”上。這個(gè)有趣的場(chǎng)景掩蓋了部件前側(cè)的精細(xì)設(shè)計(jì)，在制造過程中必須遵守嚴(yán)格的精度和表面質(zhì)量要求。

Ingersoll技術(shù)顧問Michael Bum以及總經(jīng)理Sebastian Behr

鋁塊原本并不是公司的典型部件。該公司最初從事傳動(dòng)裝置和車床的生產(chǎn)，后來主要設(shè)計(jì)和制造沖床。生產(chǎn)規(guī)模越來越大，隨著機(jī)床的變化，3000㎡廠房?jī)?nèi)的機(jī)器設(shè)備也發(fā)生了變化，如今大型機(jī)床占主導(dǎo)地位。

當(dāng)這家慕尼黑公司逐漸停止生產(chǎn)自己的機(jī)床，完全專注于合同加工時(shí)，專注于大型零件是顯而易見的。其客戶主要來自機(jī)械和設(shè)備制造行業(yè)，該行業(yè)需要加工許多焊接結(jié)構(gòu)。近年來，對(duì)鋁的需求日益增長(zhǎng)。需要加工的是大型圓盤、環(huán)形件和立方體零件。

望遠(yuǎn)鏡的最高精度

Behr公司正在制造用于歐洲南方天文臺(tái) (ESO) 在智利阿塔卡馬沙漠建造的極大望遠(yuǎn)鏡 (ELT) 。該望遠(yuǎn)鏡的鏡面直徑為39米。

Metis是一款多功能儀器，安裝在ELT上后，將用于觀測(cè)中紅外波段的太空。它包括一個(gè)自適應(yīng)光學(xué)傳感器、一個(gè)高分辨率光譜儀和一個(gè)高對(duì)比度相機(jī)。目前的鋁制部件正用于該儀器。

望遠(yuǎn)鏡上的測(cè)量?jī)x器也尺寸巨大，Behr加工的部件將成為多功能儀器Metis的核心部件

Behr公司花了大約兩個(gè)半月的時(shí)間來加工這個(gè)尺寸為950×900×850mm的鋁塊。Sebastian對(duì)此非常滿意，尤其是之前加工一個(gè)非常相似的部件花了四個(gè)多月的時(shí)間。“雖然這些部件無法直接進(jìn)行比較，但我們的速度確實(shí)明顯加快了，這確實(shí)是一個(gè)進(jìn)步，”Sebastian高興地說道。在他看來，這是非常必要的，因?yàn)榭偣残枰獮镋LT制造20個(gè)要求非常相似的部件。如果所有零件都能按計(jì)劃完成，那么Sebastian專門為這類加工新購置的哈默機(jī)床，僅此一項(xiàng)就足以讓它滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)一年半了。

Sebastian解釋了為什么加工最初花了這么長(zhǎng)時(shí)間：“為了達(dá)到所需的表面質(zhì)量，我們只能用現(xiàn)有的刀具進(jìn)行非常少的進(jìn)給。這耗費(fèi)了大量時(shí)間。” 制造商遇到的問題主要是部件上的許多槽，這些槽無法高效地制造。“我們無法直接深入加工，只能在每個(gè)槽里蹣跚前行，”Sebastian承認(rèn)。他最終向Ingersoll的技術(shù)顧問Michael Bum尋求幫助。

一臺(tái)哈默C 62 U MT機(jī)床將一塊950×900×850mm的鋁塊加工成一個(gè)高精度部件，該部件部分結(jié)構(gòu)非常精細(xì)，加工總共耗時(shí)兩個(gè)半月

新產(chǎn)品線PrimoLine

Bum推薦了Ingersoll的兩款新產(chǎn)品：粗加工刀具3729605 P3N2RM250A038L054R008W和精加工刀具3729341P3N2FM250A153R002C，它們都來自全新的PrimoLine產(chǎn)品線。

盡管這些刀具從未在類似部件上使用過，但鑒于Behr公司面臨嚴(yán)重的加工問題，他們還是決定嘗試一下。在慕尼黑進(jìn)行的首次測(cè)試就取得了成功。最重要的是，新刀具能夠直接進(jìn)入槽深處，這完全符合他們的期望。“這些刀具的特點(diǎn)，尤其是精加工刀具，是我們能夠一次達(dá)到150mm的最大深度，且超差僅為0.1mm，”Bum解釋道，“即使刀具在角落處纏繞得更多一些，它仍然能夠非常平穩(wěn)地運(yùn)行。”

深腔，薄壁

除了槽的深度之外，還有另一個(gè)挑戰(zhàn)：槽彼此緊密相連，壁厚只有5.5mm。盡管懸伸長(zhǎng)度很大，但粗加工仍然非常平穩(wěn)。根據(jù)Ingersoll的建議，首先進(jìn)行了預(yù)鉆孔，以避免刀具在加工過程中發(fā)生擺動(dòng)。這樣，使用6×D工具即可達(dá)到700cm3/min的切削量。

以前加工一個(gè)槽需要一個(gè)多小時(shí)，現(xiàn)在只需幾分鐘就能完成。“通過將粗加工刀具和精加工刀具進(jìn)行全新組合，我們?nèi)〉昧梭@人的成果，”Sebastian高興地說道，“我們的速度提高了10倍。”

材料要求最高工藝安全性

除了高表面質(zhì)量和精度外，望遠(yuǎn)鏡部件的生產(chǎn)還非常注重工藝安全性。不僅因?yàn)榧庸r(shí)間長(zhǎng)，而且因?yàn)椴牧想y以采購，因此不容許出現(xiàn)任何錯(cuò)誤。雖然AlMgSi1鍛造合金并非稀有材料，但將其用于測(cè)量?jī)x器對(duì)純度提出了特殊要求。為了避免影響后期的光譜分析，真空室中不得存在其他元素。

盡管目前已實(shí)現(xiàn)了此類部件的經(jīng)濟(jì)加工，但Behr公司與Ingersoll之間的合作仍將繼續(xù)。Bum宣布，他希望繼續(xù)調(diào)整一些細(xì)節(jié)，并結(jié)合Haiger技術(shù)中心的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化加工工藝。Sebastian承認(rèn)，最初與刀具專家的溝通不夠充分。這位總經(jīng)理表示：“今后，一旦發(fā)現(xiàn)問題，我會(huì)立即征求專家的意見。”