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高速数控机床

时间:2024-02-07 20:38:35  来源:http://www.hongsengmold.com  作者:admin

高速数控机床

高速化、高精度化、高可靠性、复合化、智能化、柔性化、集成化和开放性是当今数控机床行业的主要发展方向。

数控技术的问世已有40多年的历史,它是由机械学、控制学、电子学、计算机科学四大基础学科发展起来的一门综合性新型学科。技术发展的需要对21 世纪的数控技术提出了更高的要求。

一、个性化的发展趋势

1.高速化、高精度化、高可靠性

高速化:提高进给速度与提高主轴转速。

高精度化:其精度从微米级到亚微米级,乃至纳米级(高可靠性:一般数控系统的可靠性要高于数控设备的可靠性在一个数量级以上,但也不是可靠性越高越好,因为商品受性能价格比的约束。

2.复合化

数控机床的功能复合化的发展,其核心是在一台机床上要完成车、铣、钻、攻丝、绞孔和扩孔等多种操作工序,从而提高了机床的效率和加工精度,提高生产的柔性。

3.智能化

智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化;为提高驱动性能及使用连接方便等方面的智能化;简化编程、简化操作方面的智能化;还有如智能化的自动编程、智能化的人机界面等,以及智能诊断、智能监控等方面的内容,方便系统的诊断及维修。

4.柔性化、集成化

当今世界上的数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是:从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展,另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段,是各国制造业发展的主流趋势,是先进制造领域的基础技术。

二、个性化是市场适应性发展趋势

当今的市场,国际合作的格局逐渐形成,产品竞争日趋激烈,高效率、高精度加工手段的需求在不断升级,用户的个性化要求日趋强烈,专业化、专用化、高科技的机床越来越得到用户的青睐。

三、开放性是体系结构的发展趋势

新一代数控系统的开发核心是开放性。开放性有软件平台和硬件平台的开放式系统,采用模块化,层次化的结构,并通过形式向外提供统一的应用程序接口。

为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究, 数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年的一个新的焦点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机。

关于数控高速机

数控高速机是雕铣机的一个发展方向。高速度可以带来高效益,数控高速机具有雕铣机的优良血统,是针对高端市场推出的领先技术产品。一般认为数控高速机应该具有一下特点:数控高速机的主轴转速很快,主轴最低转速也在30000r/min;进给速度很高,市面上80m/min的高速机已经很普遍了,120m/min的也已经出现。要做到这两点不单只针对主轴电机和伺服进给系统,而是对整台机器提出更高的要求。目前国产的高速机比较优秀的有佳铁JTGK650。

数控高速机包含:高速主轴单元,高速进给系统,高速CNC控制系统,高性能的刀具系统,机床支承技术和辅助单元(装夹、冷却、安全、清洁等)。

高速主轴单元

高速主轴部件是高速机床最为关键部件之一,同时高速主轴单元的没计是实现高速加工的关键技术之一。高速主轴单元的类型主要有电主轴、气动主轴、水动主轴等。不同类型的主轴输出功率相差较大。高速主轴要在极短的时间内完成升降速,并在指定的位置快速准停,这要求主轴具有很高的角加速度。主轴的驱动如果通过带传动等中间环节,不仅会在高速状态打滑、产生振动和噪声,而且增加了转动惯量,机床主轴快速准停非常困难。高速加工机床主轴系统在结构上几乎都是采用交流伺服电动机直接驱动的集成结构形式。集成化主轴有两种形式:一种是通过联轴器把电动机与主轴直接联接,另一种是把电动机转子和主轴做成一体。

高速进给系统

高速机床必须同时具有高速主轴系统和高速进给系统,这不仅是为了提高生产率,也是为了达到高速切削中刀具正常工作的条件,否则会造成刀具急剧磨损,破坏加工工件的表面质量。进给系统只有在很短的时间内达到高速和在很短的时间内实现准停才有意义。为了实现高速进给,除了可以采用经过改进的滚珠丝杠副外,直线电动机驱动成为高速进给系统的发展方向。

高速CNC控制系统

高速加工机床主轴转速、进给速度和进给加减速非常高,因此对高速加工机床的控制系统提出了更高的要求。用于高速切削的数控装置必须具备很高的运算速度和精度。采用快速响应的伺服控制,以满足复杂型腔的高速度加工要求。

数控高速机床身(支承)

为保证机床的高精度、高稳定性和高刚性,所有铸件都应采用有限元分析来优化设计、采用高阻尼性能的优质铸铁制造,均经过了振动时效处理。可直接对淬硬模具钢进行高速铣削,且曲面加工速度快、质量好、大大缩短了模具加工的工艺流程、提高生产效益。床身、一体化横梁等主要部件保留砂芯都使机床的抗振性能更佳。

高速机的使用:

1.高速加工与传统加工方式的区别 2.传统加工工艺采用低转速、大功率主轴,低进刀速度,较大切削量,由于刀具和工件表明都承受很的大的切削力,在刀具和工件表明将产生很高的热量,工件的热变形很大,刀具发热磨损寿命变短,这样传统加工方式时间比较长,加工精度、光洁度较差,刀具损耗大。 3.高速加工方式采用小切削量和进刀深度,5—10倍于传统加工方式的切削速度,这意味着主轴轴承、刀具和工件承受较小的切削力,由于切削速度高,加工产生的大部分热量都被铁屑带走,工件就可以有非常好的表面光洁度和加工精度,同时大幅度缩短加工时间。 4.高速机床和传统机床的有效配合 5.高速加工是传统加工的继承和发展而不是放弃。最科学的使用方法是:采用传统加工方式把大切削量(开粗)的工序完成后,将剩余0.5mm左右的加工余量的工件在高速加工机床上快速完成,这样做有很多好处:重切削机床很多,加工费用很低,刀具便宜,可节省很大的加工成本。开粗加工完毕后加工工件接近成型,切削量较小,这样就可以最大限度的发挥高速加工机床的优势,快速成型,加工尺寸精度高,并且工件有非常好的表面光洁度,节省抛光时间,有时可以达到光面效果。

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