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五軸立式加工中心的设计特点和要求

發布日期: 2020-01-07
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     1、五軸立式加工中心具備更高的靜動風度。立式加工中心價格昂貴,其加工費用比傳統機床要求得多,這就要求必須采取措施大幅度地壓縮單件加工時間。壓縮單件的加工時間包括兩個方面,一方面是新型刀具材料的發展,列切削速度成倍地提高,大大降低了切削時間;另一方面,采用自動換刀系統,加快裝夾變換等操作,這又大大減少了輔助時間。這些措施大幅度地提高了生産率,獲得了好的經濟效益,然而,也明顯地增加了機床的負載及運轉時間。在設計加工中心結構時,考慮到這些因此,其基礎大件通常采用封閉箱形結構,合理布置加強筋板以及加強各部件的接觸風度,有效地提高了五軸立式加工中心的靜風度。另外,調整構件的質量可能改變系統的自振頻率,增加阻力可以改善機床的阻力特性,是提高機床動風度的有效措施。
 
    2、具备静刚度。机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等部件的结构刚度将影响它他本身的几何精度及因变形所产生的误差。所有这些因素都要求数控机床具有更高的静刚度。切削过程中的振动不仅直接影响零件的加工精度和表面质量,还会降低刀具寿命,影响生产率。而加工中心又是连续作业,不可能在加工中做人为调整(如改变切削用量或改变刀具的几何角度)来消除或减少振动,因此,还必须提高加工中心的动刚度。
 
    3、有更小的热变形。加工中心在加工中受切削热、摩擦热等内外热源的影响,各部件将发生不同程度的热变形,这将影响工件的加工精度。由于加工中心的主轴转速、进给速度及切削量等都大于传统机床,而且工艺过程自动化,常常是连续加工,因而产生的热量也多采取有效的液冷、购冷等方法控制温升;改善机床结构,使构件的热变形发生在非误差敏感方向上。例如卧式加工中心的立柱采用框式双立柱结构,左右对称,热变形对主轴轴线产生升起方向的平移,它可以由坐标修正进行补偿,减少发热,尽可能将热源从主机中分离出去。
 
    4、运动件间的摩擦小并削除传动系统间隙。五軸立式加工中心工作台的位移量以脉冲当量作为最小单位,在对刀等情况下,工作台常以极低的速度运动。这就要求工作台能对数控装置发出的指令作出准确响应,它与运动件的摩擦特性有关,加工中心采用滚动导轨,滚动导轨和静压导轨的静摩擦力较小,并且在润滑油的作用下,它们的摩擦力随运动速度的提高而减小,这就有效地避免了低速爬行现象,从而使加工中心的运动平衡性和定位精度都有所提高。进给系统中采用滚珠丝杠代替滑动丝杠,也是基于同样的道理。另外,采用脉冲补偿装置进行螺距补偿,削除了进给传动系统的间隙,也有的机床采用无间隙传动副。
 
    5、寿命高、精度保持性好。良好的润滑系统保证了立式加工中心的寿命,导轨、进给丝杠及主轴部件都采用新型的耐磨材料,使加工中心在长期使用过程中能够保持良好的精度。
 
    6、人性化设计。五軸立式加工中心采用主軸、多刀架及自動換刀裝置,一次裝夾完成多工序的加工,節省了大量裝夾換刀時間。由于不需要人工操作,采用了封閉或半封閉式加工,使人機界面明快、幹淨、協調。機床各互鎖能力強,可防止事故發生,改善了操作者的觀察、操作和維護條件,並設有緊急停車裝置,以避免發生意外事故,所有操作都集中在一個操作板上,一目了然,減少了誤操作。
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