數控加工中心對結構的要求

 
 1.具備更高的靜動剛度
  
  加工中心價格昂貴,其加工費用比傳統機床要高得多,這就要求必須采取措施大幅度地壓縮單件加工時間。壓縮單件加工時間包括兩個方面:一方面是新型刀具材料的發展,使切削速度成倍地提高,大大縮短了切削時間;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產率,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。另外,機床床身、導軌、工作臺、刀架和主軸箱等部件的結構剛度將影響它們本身的幾何精度及因變形所產生的誤差.所有這些因素都要求數控機床具有更高的靜剛度。
  
  切削過程中的振動不僅直接影響零件的加工精度和表面質量,還會降低刀具壽命,影響生產率。而加工中心又是連續作業,不可能在加工中作人為調整(如改變切削用量或改變刀具的幾何角度)來消除或減少振動,因此,還必須提高加工中心的動剛度。
  
  在設計加工中心結構時,考慮到這些因素,其基礎大件通常采用封閉箱形結構,合理布局且加強筋板以及加強各部件的接觸剛度,有效地提高機床的靜剛度。另外,調整構件的質量可改變系統的自振頻率,增加阻尼可改善機床的阻尼特性,是提高機床動剛度的有效措施。
  
  2.更小的熱變形
  
  加工中心在加工中受切削熱、摩擦熱等內外熱源的影響,各部件將發生不同程度的熱變形,這將影響工件的加工精度。由于加工中心的主軸轉速、進給速度及切削量等都大于傳統機床,而且工藝過程自動化,常常是連續加工,因而產生的熱量也多于傳統機床,這就要求必須采取措施減少熱變形對加工精度的影響。主要措施有:對發熱源采取有效的液冷、風冷等方法來控制溫升;改善機床結構,使構件的熱變形發生在非誤差敏感方向上。例如臥式加工中心的立柱采用框式雙立柱結構,左右對稱;熱變形對主軸軸線產生垂直方向的平移,它可以由坐標修正量進行補償,減少發熱,盡可能將熱源從主機中分離出去。
  
  3.運動件間的摩擦小,并消除傳動系統間隙
  
  加工中心工作臺的位移,以脈沖當量作為它比較小的單位,在對刀、工件找正等情況下,工作臺常以極低的速度運動。這就要求工作臺能對數控裝置發出的指令作出準確響應,它與運動件的摩擦特性有關。加工中心采用滾動導軌和靜壓導軌,滾動導軌和加壓導軌的靜摩擦力較小,并且在潤滑油的作用下,它們的摩擦力隨運動速度的提高而加大,這就有效地避免了低速爬行現象,從而使加工中心的運動平穩性和定位精度都有所提高。進給系統中采用滾珠絲杠代替滑動絲杠,也是基于同樣的道理。另外,采用脈沖補償裝置進行螺距補償,消除了進給傳動系統的間隙;有的機床采用無間隙傳動副。
  
  4.壽命高、精度保持性好
  
  良好的潤滑系統保證了加工中心的壽命,導軌、進給絲杠及主軸部件都采用新型的耐磨材料.使加工中心在長期使用過程中能夠保持良好的精度。
  
  5.宜人性
  
  加工中心采用多主軸、多刀架及自動換刀裝置,一次裝卡完成各工序的加工,節省了大量裝卡換刀時間。由于不需要人工操作,故采用了封閉或半封閉式加工,使人機界面明快、干凈、協調。機床各部分的互鎮能力強,可防止事故發生,改善了操作者的觀察、操作和維護條件,并設有緊急停車裝置,以避免發生意外事故.所有操作都集中在一個操作面板上,一目了然,減少了誤操作。
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