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基礎(chǔ)知識

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加工中心的選型及配置(上)

發(fā)布時(shí)間:2015-06-29點(diǎn)擊次數(shù):
  本文從加工零件開始分析加工中心選型的基本要求,對加工中心的基本調(diào)研、訂購、驗(yàn)收、安裝和生產(chǎn)啟動(dòng)五個(gè)重要環(huán)節(jié)以及應(yīng)當(dāng)注意的問題進(jìn)行了詳細(xì)論述,對你今后如何選購加工中心提供參考。
  
  一、零件分析
  
  薄壁環(huán)類零件在加工中經(jīng)常遇到的三大難題:
  
  1)裝夾易變形;
  
  2)加工變形,加工中裝夾狀態(tài)下的零件尺寸與釋放后的狀態(tài)不一致;
  
  3)薄壁難以測量。
  
  該零件材料為鑄鋁(ZLCuMn),主要特點(diǎn)是跨距大、薄壁、易變形、加工精度要求高:2-φ90±0.01,2-φ72±0.01,同軸度φ0.01,垂直度0.01,位置度0.01。零件圖及形位精度如圖1所示。
 
  加工中心的零件分析
 
  圖1 加工零件
  
  二、加工中心選型
  
  從以上分析可看出,該零件尺寸大,四孔的形位精度要求特別高。若采用普通鏜銑床加工,精度尺寸一致性很難保證,裝夾難度大,需反復(fù)找正。應(yīng)此轉(zhuǎn)換加工思路,采用一次裝夾,一次加工完成的工藝措施來保證零件的尺寸要求。因此從該零件加工需要以及加工能力儲備考慮,決定選購可立臥轉(zhuǎn)換、帶轉(zhuǎn)臺的五軸五聯(lián)動(dòng)機(jī)床,并針對機(jī)床制定如下主要技術(shù)要求:
      表一  機(jī)床配制要求

模塊 

配置要求

名稱 

數(shù)控精密坐標(biāo)鏜銑床,配備FANUC160i數(shù)控系統(tǒng) 

機(jī)床結(jié)構(gòu) 

帶加強(qiáng)筋間隔的鑄鐵床身,確保優(yōu)良的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能及強(qiáng)的剛性,結(jié)構(gòu)形式采用動(dòng)柱結(jié)構(gòu)。 

線性軸 

X坐標(biāo)軸水平導(dǎo)軌,行程大于800mm,定位精度小于3μ
Y坐標(biāo)軸水平導(dǎo)軌,行程大于500mm,定位精度小于3μ
Z坐標(biāo)軸水平導(dǎo)軌,行程大于500mm,定位精度小于3μ

導(dǎo)軌

導(dǎo)軌基準(zhǔn)須刮研并安裝超精密級預(yù)緊的循環(huán)滾珠滑枕 

滾珠絲杠 

直徑大于50mm 

進(jìn)給

直線軸由交流電機(jī)和滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)
進(jìn)給量大于20mm/min
進(jìn)給力大于1100daN

位置檢測裝置

XYZ軸的行程及定位依靠Heidenhain高精度光柵尺控制,分辨率小于0.0001mm(0.1μ) 

回轉(zhuǎn)軸要求

AC電機(jī)驅(qū)動(dòng),擺動(dòng)式B軸,電主軸,擺動(dòng)范圍0°~110°,液壓鎖定。旋轉(zhuǎn)和定位控制通過高精度編碼器。
定位精度:3″,平面0.004/φ300mm
分辨率:0.0001°
轉(zhuǎn)速12RPM.
轉(zhuǎn)矩:1200Nm
制動(dòng)轉(zhuǎn)矩:2500Nm

旋轉(zhuǎn)工作臺C軸

交流電機(jī)和蝸桿驅(qū)動(dòng),通過高精度編碼器控制。
定位精度P=3″
分辨率:0.0001°
制動(dòng)轉(zhuǎn)矩:2500Nm
轉(zhuǎn)速22RPM

主軸要求 

電機(jī)主軸帶HSK-A63錐孔,用變頻器驅(qū)動(dòng)。
調(diào)速范圍50至8000RPM
功率15KW
在100%ED時(shí),轉(zhuǎn)矩大于260Nm

刀庫

快換性盤式刀庫,24刀位,HSK-A63錐孔,*大刀具長度大于230mm 

外圍設(shè)備

帶盤和冷卻泵的排屑裝置
傾斜式切屑運(yùn)輸輪車
帶油量檢測并自動(dòng)控制的中央潤滑
內(nèi)置沖淋管
電器柜空調(diào)

數(shù)控系統(tǒng)

10.4“彩色液晶顯示屏
通過標(biāo)準(zhǔn)件盤手工輸入數(shù)據(jù)(MDI)
帶脈沖式手輪的操作面板
RS232串口
PCMCIA插口(儲存卡)
零件程序存儲128Kb
報(bào)警信息顯示和歷史記錄
32刀具補(bǔ)償位
剛性滾絲
固定加工循環(huán)
螺旋插補(bǔ)
坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換
宏指令B
后臺編輯


  一般來說,一個(gè)完整的加工中心系統(tǒng)主要包括:高的靜/動(dòng)剛度支承構(gòu)件(機(jī)床的基本結(jié)構(gòu));高精度、高穩(wěn)定性的主軸;高控制精度的進(jìn)給系統(tǒng);高精度及可靠性的 CNC 系統(tǒng);高效的冷卻系統(tǒng);安全防護(hù)與實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)等。
  
  如何有選擇地購買加工中心,怎樣將切削加工中心融入現(xiàn)有的加工機(jī)制中,還有諸多的不確定性,該方面的技術(shù)知識還很片面。應(yīng)用合理、可靠的結(jié)構(gòu)化程序,可以比較安全、穩(wěn)妥地去選擇切削機(jī)床。下面將介紹一種有組織、有步驟地購買加工中心并將其應(yīng)用到現(xiàn)有的生產(chǎn)環(huán)境中去的方法,該方法包括五個(gè)階段(如圖2)。
 
  選購j加工中心的步驟
 
  圖2 選購j加工中心的步驟

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