臥式鏜銑床和落地銑鏜床的技術特點

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2146

  近幾年來,國內外臥式鏜銑床和落地銑鏜床的技術發(fā)展非?,其特點是產品結構不斷更新,新技術應用層出不窮,工藝性能復合化,速度、效率不斷提高,突出精細化制造。

  臥式鏜銑床的發(fā)展以其注入加速度概念而倍受關注,為高速運行作技術支撐的傳動元件電主軸、直線電機、線性導軌等得到廣泛應用,將機床的運行速度推向了新的高度。而主軸可更換式臥式鏜銑加工中心的創(chuàng)新設計解決了電主軸與鏜桿移動伸縮式結構各存利弊的不足,具有復合加工與一機兩用的功效,也是臥式鏜銑床的一大技術創(chuàng)新。

  落地式銑鏜床的發(fā)展以其新的設計理念引領現代加工的潮流,以高速加工為理念的無鏜軸滑枕式、多種銑頭交換使用的結構型式盡顯風采,大有替代傳統(tǒng)銑削加工的趨勢。以兩坐標擺角銑頭為代表的各種銑頭附件成為實現高速、高效復合加工的主要手段,其工藝性能更廣,功率更大,剛性更強,是落地銑鏜床發(fā)展的一大突破。

結構特點

臥式鏜銑床

  臥式鏜銑床的主要關鍵部件是主軸箱,安裝在立柱側面,也有少數廠家采用雙立柱的熱對稱結構,將主軸箱置于立柱中間,這種結構最大特點是剛性、平衡性、散熱性能好,為主軸箱高速運行提供了可靠保證。但是,雙立柱結構不便于維護保養(yǎng),是當今采用的廠家不多的原因。主軸箱移動多通過電機驅動滾珠絲桿進行傳動,是主軸驅動核心傳動裝置,多采用靜壓軸承支承,由伺服電機驅動滾珠絲桿進行驅動。由于主軸轉速越來越高,主軸升溫快,現在,已有很多廠家將采用油霧冷卻以替代油冷卻,更有效地控制主軸升溫,使其精度得到有效保證。

  主軸系統(tǒng)主要有兩種結構型式,一種是傳統(tǒng)的鏜桿伸縮式結構,具有鏜深孔及大功率切削的特點;另一種是現代高速電主軸結構,具有轉速高,運行速度快,高效、高精的優(yōu)點。

  高速電主軸在臥式鏜銑床上的應用越來越多,除了主軸速度和精度大幅提高外,還簡化了主軸箱內部結構,縮短了制造周期,尤其是能進行高速切削,電主軸轉速最高可大10000r/min以上。不足之處在于功率受到限制,其制造成本較高,尤其是不能進行深孔加工。而鏜桿伸縮式結構其速度有限,精度雖不如電主軸結構,但可進行深孔加工,且功率大,可進行滿負荷加工,效率高,是電主軸無法比擬的。因此,兩種結構并存,工藝性能各異,卻給用戶提供了更多的選擇。

  現在,又開發(fā)了一種可更換式主軸系統(tǒng),具有一機兩用的功效,用戶根據不同的加工對象選擇使用,即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結構兼顧了兩種結構的不足,還大大降低了成本。是當今臥式鏜銑床的一大創(chuàng)舉。電主軸的優(yōu)點在于高速切削和快速進給,大大提高了機床的精度和效率。

  臥式鏜銑床運行速度越來越高,快速移動速度達到25~30m/min,鏜桿最高轉速6000r/min。而臥式加工中心的速度更高,快速移動高達50m/min,加速度5m/s2,位置精度0.008~0.01mm,重復定位精度0.004~0.005mm。

落地式銑鏜床銑刀

  由于落地式銑鏜床以加工大型零件為主,銑削工藝范圍廣,尤其是大功率、強力切削是落地銑鏜床的一大加工優(yōu)勢,這也是落地銑鏜床的傳統(tǒng)工藝概念。而當代落地銑鏜床的技術發(fā)展,正在改變傳統(tǒng)的工藝概念與加工方法,高速加工的工藝概念正在替代傳統(tǒng)的重切削概念,以高速、高精、高效帶來加工工藝方法的改變,從而也促進了落地式銑鏜床結構性改變和技術水平的提高。

  當今,落地式銑鏜床發(fā)展的最大特點是向高速銑削發(fā)展,均為滑枕式(無鏜軸)結構,并配備各種不同工藝性能的銑頭附件。該結構的優(yōu)點是滑枕的截面大,剛性好,行程長,移動速度快,便于安裝各種功能附件,主要是高速鏜、銑頭、兩坐標雙擺角銑頭等,將落地銑鏜床的工藝性能及加工范圍達到極致,大大提高了加工速度與效率。

  傳統(tǒng)的銑削是通過鏜桿進行加工,而現代銑削加工,多由各種功能附件通過滑枕完成,已有替代傳統(tǒng)加工的趨勢,其優(yōu)點不僅是銑削的速度、效率高,更主要是可進行多面體和曲面的加工,這是傳統(tǒng)加工方法無法完成的。因此,現在,很多廠家都競相開發(fā)生產滑枕式(無鏜軸)高速加工中心,在于它的經濟性,技術優(yōu)勢很明顯,還能大大提高機床的工藝水平和工藝范圍。同時,又提高了加工精度和加工效率。當然,需要各種不同型式的高精密銑頭附件作技術保障,對其要求也很高。

  高速銑削給落地式銑鏜床帶來了結構上的變化,主軸箱居中的結構較為普遍,其剛性高,適合高速運行;眚寗咏Y構采用線性導軌,直線電機驅動,這種結構是高速切削所必需的,國外廠家在落地式銑鏜床上都已采用,國內同類產品還不多見,僅在中小規(guī)格機床上采用線性導軌。高速加工還對環(huán)境、安全提出了更高的要求,這又產生了宜人化生產的概念,各廠家都非常重視機床高速運行狀態(tài)下,對人的安全保護與可操作性,將操作臺、立柱實行全封閉式結構,既安全又美觀。

工藝特點

  傳統(tǒng)的臥式鏜銑床主要適合各種機械零件的加工,尤其是機械傳動箱體以及各種曲面體零件。由于各種裝備技術水平的提高,對機械結構要求越來越簡化,所需傳動部件更少,特別是作為傳動箱體的零件會越來越少,機械傳動多采取直接驅動,且傳動件的精度要求非常高,這對臥式鏜銑床的工藝性能提出了更高要求。因此,作為傳統(tǒng)的鏜軸式結構的加工對象呈減少的趨勢,將以無鏜軸式電主軸所替代,即以高速加工中心完成各種零件的加工。臥式鏜銑床向高速加工中心發(fā)展,一方面工藝適應性更強,另一方面也提高了性能水平和加工精度,在提高了加工工藝范圍的同時,需要各種功能附件作工藝保障,既能鏜銑,又能鉆孔、攻絲,裝上數控擺角銑頭附件,還能加工各種曲面體零件。配備交換式工作臺組成柔性加工單元,可對零件進行批量加工。

  落地式銑鏜床主要加工各種型面的大型、超大型零件,其工藝特點是配有大型落地式平臺(工作臺尺寸不受限),可加工超長、超寬的零件。同時,還可配備回轉式工作臺,即能作回轉分度,還可作徑向直線運動,通過分度完成對零件的多序加工,大大提高了工藝范圍,F在,意大利Pama(帕瑪)公司生產的落地式銑鏜床專門配備了傾斜式可調角度的工作臺,進一步拓寬了加工范圍。而大功率、高效切削是落地式銑鏜床的一大加工優(yōu)勢,高速、高精的技術要求越來越影響著落地式銑鏜床的技術發(fā)展,是提高落地式銑鏜床工藝水平的重要手段。因此,落地式銑鏜床正在改變單一的大功率、高效切削,而更多地融入高速、高精的工藝技術內涵,F在,滑枕式結構成已為高速銑鏜加工的主要結構型式,滑枕截面大,剛性高,高速運行穩(wěn)定性好,便于裝卡各種銑頭附件以實現高速加工。

發(fā)展趨勢

  重型機床的發(fā)展將呈現兩大趨勢。一方面是技術上以加工中心或大型柔性加工單元、大型組合式復合加工機床為發(fā)展方向,其中,臥式鏜銑床將逐步由高速加工中心和柔性加工單元所替代;落地式銑鏜床以發(fā)展大型組合式復合加工中心為主,即由兩臺或更多主機組合成復合加工機床,以適應大型加工零件的單件小批量生產,工藝復雜,輔助時間和加工周期長的特點,往往由一臺機床很難完成所有加工工序,而由兩臺組合加工中心就完全可以實現。如:兩臺數控龍門鏜銑床組成復合加工中心,并共用床身及導軌,分別配一個矩形工作臺和一個回轉工作臺(分度),可進行鏜、銑加工;一臺落地式銑鏜床與一臺數控單柱立車組成大型復合加工中心,共用床身導軌,配一個落地平臺和一個回轉臺,可完成車、鏜、銑、鉆等加工,回轉臺可分度。還有兩臺大型落地銑鏜床共用床身導軌等多種組合形式。這樣即節(jié)約了占地面積,降低成本,也提高了加工效率。另一發(fā)展趨勢是追求精細化制造,提高裝備制造的工藝含量,體現機床的安全、環(huán)保及人性化的特點。

  綜上所述,當代臥式鏜銑床與落地式銑鏜床技術發(fā)展非?欤饕w現在設計理念的更新和機床運行速度及制造工藝水平有很大的提高,另一方面是機床結構變化大,新技術的應用層出不窮。臥式鏜銑床的結構向高速電主軸方向發(fā)展,落地式銑鏜床向滑枕式(無鏜軸)結構方向發(fā)展,功能附件呈高速、多軸聯動、結構型式多樣化的發(fā)展態(tài)勢,這將是今后一個時期技術發(fā)展的新趨勢。

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