多主軸數(shù)控加工機床在高速加工技術(shù)中的應用

發(fā)布日期:2014-07-14    蘭生客服中心    瀏覽:3707

  在制造業(yè)高速數(shù)控加工中(MC)機床已得到了極為廣泛的應用,并已成為現(xiàn)代數(shù)字化制造企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化制造的關(guān)鍵基礎裝備,是實現(xiàn)批量定制產(chǎn)品高效高速加工生產(chǎn)的核心設備。

  高效高速加工(HEM-HSM)通常包含有兩方面的基本含義:

  ◆高金屬切除率

  高效加工,就意味著要求數(shù)控機床應具有高金屬切除率,或者說要求數(shù)控機床主軸應能提供足夠高的切削加工能力。金屬切除率(mrr)定義為單位主軸運行時間內(nèi)切削金屬材體積或重量,典型單位為cm3/min。

  ◆高加工零件產(chǎn)出率

  高速加工,則意味著要求數(shù)控機床應具有高加工零件產(chǎn)出率。首先,這就要求數(shù)控機床加工零件運行中非切削輔助運行(非增值運行,主要包括換刀與空行程等)時間應盡可能短,或者說要求機床應具有高主軸運轉(zhuǎn)率(主軸運轉(zhuǎn)時間占零件加工周期時間的百分比)。其次,要求零件加工生產(chǎn)周期時間盡可能短,或者說要求機床應能提供高切削速度、高加工進給速度和高坐標運動加/減速度以及快速刀具交換能力。

  為實現(xiàn)上述這兩個基本目標,數(shù)控機床設計師們在傳統(tǒng)高自動化數(shù)控MC機床基礎上,經(jīng)過長期持續(xù)努力創(chuàng)新性地研發(fā)出高速電主軸、直線電機、高速滾珠絲杠、力矩電機、直驅(qū)式主軸擺角頭和直驅(qū)式數(shù)控轉(zhuǎn)臺等數(shù)控機床各種關(guān)鍵功能部件,并對傳統(tǒng)數(shù)控機床結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化與創(chuàng)新,研制出了能夠?qū)崿F(xiàn)高效切削加工與高加工零件產(chǎn)出率的新型高速數(shù)控加工機床,主要包括有:

  1、高性能五坐標數(shù)控機床

  通過集成更多的運動坐標軸,配置高功率、高轉(zhuǎn)矩、高速主軸在一臺高速數(shù)控MC機床上,并采用“一次裝夾完成全部加工” 工藝策略,實現(xiàn)高速粗精多工序加工、或與3/4/5坐標聯(lián)動、或與多面體多工序加工一次完成,或者說更多地使用高性能五坐標數(shù)控MC機床進行復雜產(chǎn)品零件的高效、高速加工。

  2、多主軸高速數(shù)控機床

  將多個主軸集成在一臺高速數(shù)控機床上以實現(xiàn)大幅度提升數(shù)控機床的總切削加工能力,以取得高零件加工產(chǎn)出率,這就是多主軸高速數(shù)控機床。多主軸高速數(shù)控機床主要包括多主軸高速數(shù)控加工中心(MSMC)機床和多主軸高速數(shù)控車削中心(MSTC)機床等。

  3、高速復合數(shù)控加工機床

  基于“一次裝夾完成全部加工”工藝策略,優(yōu)化與創(chuàng)新傳統(tǒng)高速數(shù)控機床結(jié)構(gòu)設計,實現(xiàn)將銑、車、鉆、鏜等多種不同加工工藝集成在一臺高速數(shù)控MC機床上實現(xiàn)復合化加工,這就是高速復合數(shù)控機床。

  上述這幾類高速數(shù)控機床和普通高速數(shù)控機床相比具有更高的加工效率和加工零件產(chǎn)出率,可歸類于一種高效高速數(shù)控加工機床范疇。本文限于篇幅僅對其中多主軸數(shù)控加工中心(MSMC)機床相關(guān)技術(shù)進行介紹和討論。

  4、多主軸數(shù)控MC機床

  眾所周知,對普通數(shù)控加工機床(無論是數(shù)控MC機床,或是數(shù)控TC機床)通常都僅設計有一個主驅(qū)動裝置—主軸裝置。顧名思義,MSMC機床則是它設計有多個主軸。對MSMC機床來說,一般設計有2~6個主軸。制造業(yè)中應用最多的是為雙主軸的MSMC機床,其次為3/4主軸的MSMC機床。

  實際上,在普通數(shù)控MC機床上,再增加1個、2個或更多的主軸,就可構(gòu)成最初始的MSMC機床。因此,MSMC機床保持了普通數(shù)控MC機床的各種主要的先進功能特征,如自動刀具交換(ATC)、自動工件交換(AWC)和多坐標聯(lián)動加工等功能。同時,和普通數(shù)控機床一樣,MSMC機床可設計為立式結(jié)構(gòu)、臥式結(jié)構(gòu)、典型低軌動龍門結(jié)構(gòu),以及高架橋式動龍門結(jié)構(gòu)等。

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