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專(zhuān)用五軸加工中心超精密加工分析

  實(shí)現(xiàn)超精密加工基本條件超精密加工的市場(chǎng)需求呈現(xiàn)出如下的特點(diǎn)超聲振動(dòng)研磨PCD材料的往除機(jī)理超聲振動(dòng)研磨試驗(yàn)及結(jié)果分析超精密加工轉(zhuǎn)動(dòng)軸承安裝常見(jiàn)知識(shí)問(wèn)答機(jī)床生產(chǎn)廠的裝配工藝題目機(jī)械部分的修復(fù)稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)和步驟防止霧化的添加劑,1in,25.4mm,12in,75%,2.5,3CNC,專(zhuān)用5軸加工中心目前在美國(guó)銷(xiāo)售的機(jī)床中凿宾,大約有15家以上的5軸加工中心原始設(shè)備制造廠矾屯。它們大部分都屬于大型設(shè)備,其功率強(qiáng)大菌湃、加工精度高问拘、價(jià)格昂貴,一般在5~15萬(wàn)美元惧所,甚至更高骤坐。如今市場(chǎng)上最便宜的加工中心,其起步價(jià)約在2.5萬(wàn)美元左右下愈。

  專(zhuān)用5軸加工機(jī)床的主要缺點(diǎn)是:它們的運(yùn)動(dòng)范圍十分有限纽绍,一般只限于±30;需要陡坡角度切削加工的工件必須采用手工二次定位和再次啟動(dòng)势似。而且拌夏,這類(lèi)機(jī)床的剛性不如同尺寸和同類(lèi)型的3軸機(jī)床。近年來(lái)履因,很多公司開(kāi)始采用專(zhuān)用5軸加工中心辰诉,它的傾斜式工作臺(tái)與銑床的工作臺(tái)組合在一起安裝。盡管這種機(jī)床所能加工的零件尺寸和重量十分有限越客,但這類(lèi)混合型機(jī)床的價(jià)格也是相當(dāng)昂貴的敏袄。

  專(zhuān)用五軸加工中心主要分為:

  傾斜式旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)

  有多家機(jī)床制造商生產(chǎn)安裝在3軸CNC數(shù)控機(jī)床上的傾斜式旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)。簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)已在市場(chǎng)上銷(xiāo)售多年瀑兜,廣泛地應(yīng)用于世界范圍內(nèi)的小型和大型機(jī)加工車(chē)間坚为,用于零件的分度,進(jìn)行各種機(jī)加工操縱按翅。傾斜式旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以使零件旋轉(zhuǎn)尿绕,并可按各種角度傾斜想阎,有利于機(jī)床的刀具接近零件的多個(gè)加工面,達(dá)到真正5軸加工的目的唧整。傾斜式旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作面相對(duì)較小瓤梦,能夠安裝夾持工件的類(lèi)型非常有限,對(duì)工件的長(zhǎng)度秀裂、寬度和重量都有一定的限制那岁。此外,傾斜式旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)本身的體積較大魔种,占據(jù)了主機(jī)很大的工作范圍析二。最大的傾斜式旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)甚至可占據(jù)主機(jī)75%以上的工作范圍。在進(jìn)行重型切削操縱時(shí)节预,傾斜式旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)不適合于夾持加工零件叶摄,由于長(zhǎng)度超過(guò)12in(1in=25.4mm)的零件可能會(huì)碰撞到四周的表面。固然安拟,傾斜式旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)對(duì)于加工小型零件來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常合適的解決方案蛤吓,但今天的客戶(hù)要求機(jī)床具有更大的靈活性和寬廣的加工能力。假如這只是5軸加工惟一可選用的方法糠赦,那么加工車(chē)間就無(wú)法加工超過(guò)它們尺寸和重量限制的工件会傲。

  實(shí)現(xiàn)超精密加工基本條件超精密加工的市場(chǎng)需求呈現(xiàn)出如下的特點(diǎn)超聲振動(dòng)研磨PCD材料的往除機(jī)理超聲振動(dòng)研磨試驗(yàn)及結(jié)果分析超精密加工轉(zhuǎn)動(dòng)軸承安裝常見(jiàn)知識(shí)問(wèn)答機(jī)床生產(chǎn)廠的裝配工藝題目機(jī)械部分的修復(fù)稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)和步驟防止霧化的添加劑。

  立式加工中心(三軸)最有效的加工面僅為工件的頂面拙泽,臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺(tái)淌山,也只能完成工件的四面加工。目前高檔的加工中心正朝著五軸控制的方向發(fā)展顾瞻,工件一次裝夾就可完成五面體的加工泼疑。如配置上五軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控系統(tǒng),還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工株速。

  立式五軸加工中心

  這類(lèi)加工中心的回轉(zhuǎn)軸有兩種方式闸声,一種是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸。設(shè)置在床身上的工作臺(tái)可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn)唉箩,定義為A軸贿叉,A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺(tái)的中間還設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)交鹊,在圖示的位置上環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn)契片,定義為C軸,C軸都是360度回轉(zhuǎn)杂员。這樣通過(guò)A軸與C軸的組合,固定在工作臺(tái)上的工件除了底面之外尾杆,其余的五個(gè)面都可以由立式主軸進(jìn)行加工设塑。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度琉语,這樣又可以把工件細(xì)分成任意角度,加工出傾斜面譬奈、傾斜孔等密哈。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),就可加工出復(fù)雜的空間曲面莺戒,當(dāng)然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)伴嗡、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單从铲,主軸剛性非常好瘪校,制造本錢(qián)比較低。但一般工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大名段,承重也較小阱扬,特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)大于即是90度時(shí),工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來(lái)很大的承載力矩伸辟。

  另一種是依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn)麻惶。主軸前端是一個(gè)回轉(zhuǎn)頭,能自行環(huán)繞Z軸360度信夫,成為C軸窃蹋,回轉(zhuǎn)頭上還帶可環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸,一般可達(dá)±90度以上静稻,實(shí)現(xiàn)上述同樣的功能警没。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸加工非常靈活,工作臺(tái)也可以設(shè)計(jì)的非常大吠败,客機(jī)龐大的機(jī)身发刨、巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)殼都可以在這類(lèi)加工中心上加工。這種設(shè)計(jì)還有一大優(yōu)點(diǎn):我們?cè)谑褂们?a target="_blank" class="mmstipl3" href="http://m.atkqc.com/face-milling-cutter/">面銑刀加工曲面時(shí)镇轿,當(dāng)?shù)毒咧行木€垂直于加工面時(shí)太队,由于球面銑刀的頂點(diǎn)線速度為零,頂點(diǎn)切出的工件表面質(zhì)量會(huì)很差斟彻,采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)痢玖,令主軸相對(duì)工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,使球面銑刀避開(kāi)頂點(diǎn)切削粟辛,保證有一定的線速度氨案,可進(jìn)步表面加工質(zhì)量。這種結(jié)構(gòu)非常受模具高精度曲面加工的歡迎芙掖,這是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的锻刺。為了達(dá)到回轉(zhuǎn)的高精度,高檔的回轉(zhuǎn)軸還配置了圓光柵尺反饋,分度精度都在幾秒以?xún)?nèi)懂版,當(dāng)然這類(lèi)主軸的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜鹃栽,制造本錢(qián)也較高。

  立式加工中心的主軸重力向下躯畴,軸承高速空運(yùn)轉(zhuǎn)的徑向受力是均等的民鼓,回轉(zhuǎn)特性很好,因此可進(jìn)步轉(zhuǎn)速蓬抄,一般高速可達(dá)1,2000r/min以上丰嘉,實(shí)用的最高轉(zhuǎn)速已達(dá)到4,0000轉(zhuǎn)。主軸系統(tǒng)都配有循環(huán)冷卻裝置嚷缭,循環(huán)冷卻油帶走高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量饮亏,通過(guò)制冷器降到合適的溫度,再流回主軸系統(tǒng)峭状。X克滴、Y、Z三直線軸也可采用直線光柵尺反饋优床,雙向定位精度在微米級(jí)以?xún)?nèi)劝赔。由于快速進(jìn)給達(dá)到40~60m/min以上,X胆敞、Y诸痢、Z軸的滾珠絲杠大多采用中心式冷卻,同主軸系同一樣酝梧,由經(jīng)過(guò)制冷的循環(huán)油流過(guò)滾珠絲杠的中心斜回,帶走熱量。

  臥式五軸加工中心

  此類(lèi)加工中心的回轉(zhuǎn)軸也有兩種方式掸阶,一種是臥式主軸擺動(dòng)作為一個(gè)回轉(zhuǎn)軸凳贰,再加上工作臺(tái)的一個(gè)回轉(zhuǎn)軸,實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)加工窟著。這種設(shè)置方式簡(jiǎn)便靈活哗励,如需要主軸立、臥轉(zhuǎn)換危暇,工作臺(tái)只需分度定位界橱,即可簡(jiǎn)單地配置為立、臥轉(zhuǎn)換的三軸加工中心托祖。由主軸立丛君、臥轉(zhuǎn)換配合工作臺(tái)分度,對(duì)工件實(shí)現(xiàn)五面體加工舟肉,制造本錢(qián)降低修噪,又非常實(shí)用。也可對(duì)工作臺(tái)設(shè)置數(shù)控軸,最小分度值0.001度割按,但不作聯(lián)動(dòng)膨报,成為立、臥轉(zhuǎn)換的四軸加工中心适荣,適應(yīng)不同加工要求,價(jià)格非常具有競(jìng)爭(zhēng)力院领。

  另一種為傳統(tǒng)的工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸弛矛,設(shè)置在床身上的工作臺(tái)A軸一般工作范圍+20度至-100度。工作臺(tái)的中間也設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)B軸比然,B軸可雙向360度回轉(zhuǎn)丈氓。這種臥式五軸加工中心的聯(lián)動(dòng)特性比第一種方式好,常用于加工大型葉輪的復(fù)雜曲面强法⊥蛩祝回轉(zhuǎn)軸也可配置圓光柵尺反饋,分度精度達(dá)到幾秒梭唆,當(dāng)然這種回轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜辆泄,價(jià)格也昂貴。

  目前臥式加工中心工作臺(tái)可以做到大于1.25m2踱陡,對(duì)第一種五軸設(shè)置方式?jīng)]有什么影響铐坠。但是第二種五軸設(shè)置方式比較困難,由于1.25m2的工作臺(tái)做A軸的回轉(zhuǎn)荸跃,還要與工作臺(tái)中間的B軸回轉(zhuǎn)臺(tái)聯(lián)動(dòng)確實(shí)勉為其難遂涛。臥式加工中心的主軸轉(zhuǎn)速一般在10,000rpm以上,由于臥式設(shè)置的主軸在徑向有自重力柄露,軸承高速空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)徑向受力不均等乏乔,加上還要采用較大的BT50刀柄,一般最高可達(dá)20,000rpm窒汤。臥式加工中心快速進(jìn)給達(dá)到30~60m/min以上蜂镇,主軸電機(jī)功率22-40KW以上,刀庫(kù)容量按需要可從40把增加到160把盘瞧,加工能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般立式加工中心蚂兴,是重型機(jī)械加工的首選。

  加工中心大多可設(shè)計(jì)成雙工作臺(tái)交換膘掰,當(dāng)一個(gè)工作臺(tái)在加工區(qū)內(nèi)運(yùn)行章姓,另一工作臺(tái)則在加工區(qū)外更換工件,為下一個(gè)工件的加工做預(yù)備识埋,工作臺(tái)交換的時(shí)間視工作臺(tái)大小凡伊,從幾秒到幾十秒即可完成。最新設(shè)計(jì)的加工中心考慮到結(jié)構(gòu)上要適合組成模塊式制造單元(FMC)和柔性生產(chǎn)線(FMS),模塊式制造單元一般至少有兩臺(tái)加工中心和四個(gè)交換工作臺(tái)組成系忙,加工中心全部并排放置诵盼,交換工作臺(tái)在機(jī)床前一字形排開(kāi),交換工作臺(tái)多的可以排成兩行银还、甚至雙層設(shè)計(jì)风宁。兩邊各有一個(gè)工位作為上下工件的位置,其余工位上的交換工作臺(tái)安裝著工件等待加工蛹疯,有一輛小車(chē)會(huì)按照系統(tǒng)指令戒财,把裝著工件的交換工作臺(tái)送進(jìn)加工中心,或從加工中心上取出完成加工的交換工作臺(tái)捺弦,送到下一個(gè)工位或直接送到下料工位饮寞,完成整個(gè)加工操縱。柔性生產(chǎn)線除了小車(chē)脂槽、交換工作臺(tái)之外拜岂,還有同一的刀具庫(kù),一般會(huì)有幾百把刀具现碰,在系統(tǒng)中存進(jìn)刀具的身份編碼信息庵偏,再通過(guò)刀具輸送系統(tǒng)送進(jìn)加工中心,并把用完的刀具取回伐歇,柔性生產(chǎn)線往往還需要一臺(tái)FMS的控制器來(lái)指揮運(yùn)行烧锋。


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