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基礎知識

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加工中心的選型及配置(上)

發布時間:2015-06-29點擊次數:
  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研、訂購、驗收、安裝和生產啟動五個重要環節以及應當注意的問題進行了詳細論述,對你今后如何選購加工中心提供參考。
  
  一、零件分析
  
  薄壁環類零件在加工中經常遇到的三大難題:
  
  1)裝夾易變形;
  
  2)加工變形,加工中裝夾狀態下的零件尺寸與釋放后的狀態不一致;
  
  3)薄壁難以測量。
  
  該零件材料為鑄鋁(ZLCuMn),主要特點是跨距大、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,需反復找正。應此轉換加工思路,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,決定選購可立臥轉換、帶轉臺的五軸五聯動機床,并針對機床制定如下主要技術要求:
      表一  機床配制要求

模塊 

配置要求

名稱 

數控精密坐標鏜銑床,配備FANUC160i數控系統 

機床結構 

帶加強筋間隔的鑄鐵床身,確保優良的靜態和動態性能及強的剛性,結構形式采用動柱結構。 

線性軸 

X坐標軸水平導軌,行程大于800mm,定位精度小于3μ
Y坐標軸水平導軌,行程大于500mm,定位精度小于3μ
Z坐標軸水平導軌,行程大于500mm,定位精度小于3μ

導軌

導軌基準須刮研并安裝超精密級預緊的循環滾珠滑枕 

滾珠絲杠 

直徑大于50mm 

進給

直線軸由交流電機和滾珠絲杠驅動
進給量大于20mm/min
進給力大于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) 

回轉軸要求

AC電機驅動,擺動式B軸,電主軸,擺動范圍0°~110°,液壓鎖定。旋轉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°
轉速12RPM.
轉矩:1200Nm
制動轉矩:2500Nm

旋轉工作臺C軸

交流電機和蝸桿驅動,通過高精度編碼器控制。
定位精度P=3″
分辨率:0.0001°
制動轉矩:2500Nm
轉速22RPM

主軸要求 

電機主軸帶HSK-A63錐孔,用變頻器驅動。
調速范圍50至8000RPM
功率15KW
在100%ED時,轉矩大于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 

外圍設備

帶盤和冷卻泵的排屑裝置
傾斜式切屑運輸輪車
帶油量檢測并自動控制的中央潤滑
內置沖淋管
電器柜空調

數控系統

10.4“彩色液晶顯示屏
通過標準件盤手工輸入數據(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
報警信息顯示和歷史記錄
32刀具補償位
剛性滾絲
固定加工循環
螺旋插補
坐標系轉換
宏指令B
后臺編輯


  一般來說,一個完整的加工中心系統主要包括:高的靜/動剛度支承構件(機床的基本結構);高精度、高穩定性的主軸;高控制精度的進給系統;高精度及可靠性的 CNC 系統;高效的冷卻系統;安全防護與實時監控系統等。
  
  如何有選擇地購買加工中心,怎樣將切削加工中心融入現有的加工機制中,還有諸多的不確定性,該方面的技術知識還很片面。應用合理、可靠的結構化程序,可以比較安全、穩妥地去選擇切削機床。下面將介紹一種有組織、有步驟地購買加工中心并將其應用到現有的生產環境中去的方法,該方法包括五個階段(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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