為了發(fā)揮高速加工的優(yōu)越性,車間必須評(píng)估和最優(yōu)化全部生產(chǎn)過(guò)程:機(jī)床、它的主軸和工藝裝備系統(tǒng)以及它的編程軟件。按照美國(guó)Absolute機(jī)床公司總裁SteveOrtner說(shuō),成功建立在設(shè)計(jì)用于高速加工的系統(tǒng)基礎(chǔ)上,具有補(bǔ)充的能力,而不是標(biāo)準(zhǔn)的,用高速改裝的。

用于高速加工的機(jī)床必須有剛性結(jié)構(gòu),能抗振,剛性好,在高加速度率下不撓曲磺则。這些機(jī)床都用加重型筋的鑄件制成,經(jīng)過(guò)有限元分析最佳化,抗振,提供最佳的刀具壽命和表面光潔度。

雙立柱設(shè)計(jì)對(duì)于中到大型高速加工機(jī)床是很理想的附扭。這是因?yàn)閅和Z軸載荷固定,只工作臺(tái)載荷是變化的牧俩。

相反,C形框架機(jī)床,X軸在Y軸之上,有兩個(gè)軸載荷變化,受工作臺(tái)載荷變化的影響,使機(jī)床難于調(diào)諧和控制。但對(duì)于中叔寓、小型機(jī)床,工作臺(tái)載荷通常額定在1500磅以下,因而C形框架設(shè)計(jì)是可控制的,而且成本效益高妨迈。

對(duì)于直線導(dǎo)軌的機(jī)床,重量支持在軸承上,容易控制和調(diào)諧機(jī)床,用于高速。在中穷窃、小型機(jī)床上,用低轉(zhuǎn)矩主軸,直線導(dǎo)軌系統(tǒng)效果好呈枉。但在大到中型機(jī)床上,用高轉(zhuǎn)矩主軸,Y和Z軸常用箱形導(dǎo)軌而X軸用直線導(dǎo)軌。

成功的高速加工需要配合機(jī)床的能力埃碱、控制猖辫、工藝裝備和編程軟件

大直徑機(jī)床滾珠絲杠在高速加工時(shí),可防止撓曲和振動(dòng)。滾珠絲杠應(yīng)加預(yù)應(yīng)力以消除熱變形,防止膨脹,加強(qiáng)軸的剛性砚殿。如果機(jī)床的結(jié)構(gòu)不能支持預(yù)應(yīng)力滾珠絲杠,則滾珠絲杠必須用循環(huán)液體冷卻,這又產(chǎn)生維修問(wèn)題啃憎。

沒(méi)有預(yù)應(yīng)力滾珠絲杠的機(jī)床,為了精度的要求,必須要有標(biāo)尺,但可能仍然缺乏軸的剛度。長(zhǎng)行程的機(jī)床,滾珠絲杠很長(zhǎng),應(yīng)該用固定絲杠和回轉(zhuǎn)螺母裝置,以防止絲杠抖動(dòng)似炎。伺服馬達(dá)應(yīng)該用剛性聯(lián)軸節(jié)直接聯(lián)接到滾珠絲杠上辛萍。

由于高速加工的加速度,用平衡重是行不通的。必須使用不用平衡的大伺服馬達(dá)或者液壓平衡系統(tǒng)羡藐。

控制裝置叹阔、馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)裝置

控制裝置挠轴、馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)裝置共同工作,以便最佳化速度和可靠性。為了選擇高速切削的控制/馬達(dá)/驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),必須考慮以下幾個(gè)方面:

◆控制速度是處理3軸運(yùn)動(dòng)信息塊,通過(guò)伺服系統(tǒng)執(zhí)行信息塊并得到閉環(huán)反饋的能力耳幢。

◆塊先行(BlockLookahead)是在程序中控制系統(tǒng)控制矢量變化的先行塊的數(shù)量∨菲。控制系統(tǒng)越快,需要先行塊越多痪僵。

◆自動(dòng)加速/減速,結(jié)合用塊先行,自動(dòng)減小進(jìn)給率,以保持輪廓精度和完整。

◆需要大容量程序存儲(chǔ)器和一個(gè)以太網(wǎng)接口,帶一個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器或ATA卡,以便從存儲(chǔ)器直接運(yùn)行倍挚。Ortner先生說(shuō),RS-232DNC方式不夠快暮诫。

◆需要大的交流數(shù)字伺服馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)裝置,以快速起動(dòng)和停止高速加工機(jī)床。

◆需要帶編碼器或線性標(biāo)度的高分辨率反饋,以便知道機(jī)床在哪里绪忙。

◆特別重要的是當(dāng)工作臺(tái)載荷變化時(shí),伺服器可以調(diào)諧,以適應(yīng)機(jī)床軸慣性的變化参唆。控制系統(tǒng)必須調(diào)諧,適應(yīng)各種精度與速度的對(duì)比等級(jí)肘渔。

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