1. 立式加工中心的設計特點和要求有哪些
與數控系統,檢測設備,驅動器,機械傳動鏈,以及強大的伺服電機五行,雜志和自動換刀用,它數控銑床,數控鏜床,功能數控鑽孔相結合,近年來加工中心已經有許多轉折點再次幾乎所有處理操作中心完成回轉體零件。
2. 立式加工中心直線工作台橫向進給系統的設計
步進電機+滾珠絲杠+步進電機驅動器+計算機(高精度)。
步進電機+普通絲杠+步進電機驅動器+計算機(一般精度)。
伺服電機+滾珠絲杠+伺服電機驅動器+計算機(高精度+大功率)。
伺服電機+普通絲杠+伺服電機驅動器+計算機(一般精度+大功率)。
價格依次是較高、中等、最高、高
3. 各種立式、卧式、五軸加工中心各部分結構的形式種類及特點
CNC車床分為卧式和立式車床,還有就是簡易數控車床。
卧式數控車床,定義方式為主軸是水平放置,主要進給軸有兩個軸(X、Z),主軸前端以錐度端面定位聯結卡盤或車削夾具,卡盤及夾具需做嚴格的動平衡,否則機床主軸會產生振顫。卡盤有液壓、手動之分,有三爪、四爪、多爪和花盤等各個分類。
主軸與主軸電機的聯結方式基本上分為兩種,一、同步帶傳動;二、齒輪箱傳動。同步帶傳動一般用於較小型的車床,為滿足機床切削的功率要求,電機功率會選擇大一些的;轉速一般會超過4000RPM,多用於要求轉速較高的有色金屬及較小的軸類零件加工。齒輪箱傳動多用於大型機台,用戶的加工需要用到較大的切削扭力,或者客戶的加工要求是以車代磨的方式。轉速一般不會超過4000RPM,多用於重型切削或大型軸類零件的加工。
床身設計一般有:鞍型、方箱底座、30°斜背、45°斜背設計。
刀塔部分,常見的形式有液壓、電動刀塔兩種,刀位一般分10刀位和12刀位(特大型機床除外),刀具介面有標準的刀方、圓柱介面也有Coromant的Capto介面。含有標準的切削液介面。
應用,此類機床用途廣泛,涵蓋的行業很多。例如:汽車、摩托車工業的曲軸、凸輪軸、傳動軸等零件;汽輪機轉子;航空、航天用軸類零件;機床行業的軸類零件等等。
立式數控車床,定義位主軸為垂直放置。主要進給軸有兩個軸,主軸安裝介面以花盤為主。
主軸箱同樣分兩種方式,因加工對象不同,主軸功率一般較大。
床身設計為立式結構,大型數控立車會做門型設計,方便加工。
立車刀庫類似加工中心刀庫,車削頭介面有BT或其它形式,可自動換刀。
應用,此類機床主要用於車削盤類零件,例如:火車機車的車輪、方向架等;發電機組端蓋等;汽車、摩托車輪轂、剎車盤等…
加工中心的種類較多,有立式、卧式、龍門、落地鏜銑、多軸加工中心。
卧式加工中心,目前國內多見國外品牌,主軸水平放置,主軸轉速不同使用不同刀具介面,ISO40主軸轉速10000RPM以下一般選擇BT、ISO、DIN69871等,8000~15000RPM可以選擇BBT、HSK;15000RPM以上應選擇HSK,CAPTO。ISO50主軸劃分方式為轉速6000RPM以下;6000~10000RPM;10000RPM以上。ISO4015000轉、ISO5010000RPM以上一般使用電主軸,即主軸就是電機轉子,功率較大,潤滑採用油氣潤滑。對於低轉速機床,電機採用同步帶聯結或齒輪箱聯結,也有直聯式結構。
機床結構一般情況下分為兩種:正T型和倒T型,正T型結構是X軸動柱,倒T型結構是Z軸動柱。需要注意的是Y軸在工作檯面上有一段范圍是加工的盲區。
工作台形式一般標准為點陣螺孔檯面,也有使用T型槽的工作台。雙工作台,檯面小於800x800mm的採用旋轉式交換方式,檯面大於800X800mm採用直進式交換方式。更大的檯面就只有一個工作台。
刀庫形式有刀盤式和鏈式交換臂方式,刀庫容量有60、80、120、160、180…可根據客戶需求選擇。
應用,此類機床多用於加工汽車、摩托車發動機缸體、缸蓋、變速器殼體;制動鉗、制動泵;箱體類零部件;壓縮機的殼體;大型模具的模架、型腔較深的中大型模具…
立式加工中心,主軸垂直放置,目前國內有大量的台灣產品及進口歐美設備,也有相當多的國產品牌在同一個市場競爭,近兩年來有民營企業也參與進來,使此類機床銷售市場成為國內最競爭的市場。每年國內需求量約為4500~5000台。機床主軸介面的劃分方式與卧式加工中心基本相同。
機床結構從側面看為C型結構,此種結構只適合Y軸小於1200mm,如大於此數值,因主軸頭部懸伸過長,會造成主軸頭部剛性不足,在加工時會產生振顫現象,所以一般情況下可以看到X軸行程較大的立式加工中心,Y向行程較大的很少看到。從軸向運動方式來區分的話,大至分為定柱式、動柱式和全動柱式。定柱式為傳統機床結構,立柱固定於底座之上,X軸Y軸相互垂直重疊安裝與立柱前面。此種方式對機床的三軸驅動電機功率要求不高,軸向運動對機床的控制系統有較迅速的相應,比較容易解決機床爬行問題。動柱式為工作台只做X或Y向運動,相應的立柱會做Y或X向運動。這種設計方式對立柱的驅動電機有較大的功率要求。全動柱式設計為工作台固定,立柱固定於X、Y軸上,此種結構對X、Y軸的驅動電機功率要求較大,所以機床相對較小,一般多會安裝雙工作台,可以附加旋轉交換工作台。
機床刀庫多見斗笠式和雙向換刀臂方式,也有頭部圓盤式換刀方式。斗笠式換刀一般用於對換刀頻率、換刀時間要求不高的加工,雙向換刀臂的刀庫換刀速度快,刀具重量可以用到較大。頭部圓盤式換刀方式對機床要求較高,多用於進口高級立式加工中心,如設計合理,換刀效率極高。
工作台有點陣式螺孔和T型槽兩種類型,針對大批量的零部件生產,小型機床也可以選配交換工作台。交換方式有旋轉式和直進式,直進式中分齒輪齒條和油壓驅動擺臂兩種方式。
應用,此類機床為泛用型機床的代表,它廣泛應用於涉及到金屬切削領域的各行各業,隨著工業產品的生產方式向多品種小批量的生產方式轉變,此類機床需求量會不斷攀升,眾多機床廠商甚至為了適應市場需求對標准設備進行轉機化改造,接受非標定製。
龍門型加工中心,此類機床的定義為機床主軸立式放置。主軸劃分方式與卧式加工中心相同。
機床結構,機床立柱為雙立柱,Y軸為橫梁,與立柱成門型結構,Z軸與主軸箱一起沿門型橫梁移動,此類設備因是門型結構,所以機床的Y軸行程可以做到很大,解決了立式加工中心Y軸行程局限。此類機床從X軸行程600mm到幾十米,行程跨度極大,如在主軸頭部安裝角度頭,機床就稱為龍門五面體加工機,可以做到一次裝夾加工五面。對大型設備的基礎結構件的加工精度有很好的保障。
相對小型的機器,工作台可移動,使用T型槽。大型機床為定工作台,立柱移動,也是使用T型槽。
刀庫,機床刀庫在機床側面,一般是鏈式刀庫,換刀臂換刀。特殊的是角度頭也可以自動更換。
應用,龍門機床多用在需要大型零件加工的場所,如:造船工業結構件的加工,機床業基礎件的加工,汽車業覆蓋件模具的加工,大型水壓機模具的加工,紡織機械行業大型機架的加工等等,因門型結構的穩定性,在小型高精度模具加工中也會選擇此類結構,如加工電腦接插件模具,樹脂鏡片注塑模具等等。
落地鏜銑床,此類機床為卧式主軸,主軸功率一般很大,採用齒輪箱傳動,機床主軸轉速不會太高。主軸介面多用ISO的介面形式。
機床結構,機床同樣根據X軸行程大小不同製造成定柱式和動柱式,機床Y軸滑軌裝於立柱側面;Z軸側掛於立柱側面,因其形狀頗似枕頭,故稱之為滑枕,在滑枕內有一可伸出、縮進的主軸頭,稱之為W軸,軸徑較細,行程比Z軸行程略小。這種結構主要解決了在機械加工中,很多零件是較為深孔或干涉較多的難加工問題。
小型機床的工作台是T型槽結構,因工作台較小,所以有的機床工作台可以分度。大型機床工作台為定工作台,立柱移動。
落地鏜銑床一般不裝刀庫,也有用戶裝刀庫,但刀庫裝刀數量不多。
應用,此類機床多用於難加工的大型機架類零件,要求主軸懸伸較長。例如:一些機器的主軸箱的加工,大型船用發動機的加工等等。
多軸加工中心,此類機床驅動軸多為五軸或以上軸數,國內目前所見多為歐洲產品。機床一般較小,功率大小一般。主軸介面一般採用HSK、CAPTO形式。主軸轉速較高,一般在10000RPM以上。
機床結構,以五軸機床為例,此種機床主結構類似於立式加工中心的結構,一般機床較小,除正常的X、Y、Z三軸外還有旋轉軸,A、B、C軸,常見的有工作台可沿X、Y平面(B軸),Y、Z平面(A軸)同時旋轉做千分之一分度,立柱為全動柱形式;或者,工作台可沿X、Y平面,主軸沿X、Z平面(C軸)在一定角度內連續擺動。 這樣可以根據不同的加工需要,選擇不同聯動軸的機床。
工作台一般為圓形,成十字花盤結構,便於裝夾被加工零件。
刀庫,多見雙向換刀臂結構。
應用,此類機床多用於高精密機床零部件的加工,特別是針對有復雜曲面的零件加工,可以有很好的效果。例如:航空、航天工業中飛機、火箭的零部件,兵器工業的常規武器零部件;飛機發動機的葉輪,各類發電機組的動力葉輪的加工等等。
多功能機床,常見的有車銑復合加工機床、車削中心和特殊用途機床。
車銑復合加工中心,主軸部分有卧式的車床軸,結構與車床主軸類似,可做普通車削主軸應用,功率較大,車床軸上安裝有分度裝置,可進行千分之一度連續分度,類似於CNC轉台的共用。另外機床還安裝有一銑主軸,一般刀具介面為BT、HSK、CAPTO等,可做普通銑削主軸使用,功率等級一般略小於立式加工中心。刀具通過主柄轉接可安裝車削刀具、旋轉刀具,銑削軸可沿幾個方向移動(X、Y、Z)。
一般車銑復合機床,安裝車銑軸,也有機床同時加裝車削通用刀塔,即機床同時會安裝車刀塔和雙向換刀臂刀庫。可根據不同的加工需求選擇不同的刀塔或銑削軸加工。
應用,該類機床因價格較為昂貴且技術含量較高,目前國內所見大部分為國外產品,主要用於復雜軸類零件的加工上,減少了復雜軸類零件加工的裝夾次數,有效保證了零部件的加工精度。例如:槍支中的槍栓部件、紡織機械中的紡絲軸、飛機的起落架軸等等。
車削中心,主軸和車銑復合機床具有同樣的結構功能,作為主切削軸,軸電機功率較大。機床沒有銑削軸。
刀塔,此類機床刀塔稱為動力刀塔,即刀塔內含有動力傳動機構,除使用普通車削刀具外,還可以通過安裝動力刀頭安裝銑削刀具,但因結構設計的限制,動力刀塔的功率都偏小,只能做小量的銑削工作,並且機床有的沒有Y軸,即使安裝有Y軸,軸向精度也較差。
應用,此類機床介於CNC車床和車銑復合加工機床之間,在車銑復合機床成熟應用之前一直用來加工復雜軸類零件,但因其應用上的局限性,目前已逐漸被車銑復合機床所代替,一般被用來加工復雜但精度要求不高的小型零部件。例如:汽車轉向節球頭保持架等等。
特殊用途機床,簡單講一下,目前還有多立柱機床,多主軸機床和利用模糊控制理論來控制機床運動的新型機床。
多立柱機床顧名思義即機床有多個立柱,可同時對零件進行加工,例如:上海磁懸浮的軌道梁,因其單個軌道梁就有60m長,但因磁浮列車高速運行時在轉彎的時候對軌道的運動曲面要求很高。所以就有了專門設計的軌道加工機。
多主軸機床,目前有雙主軸加工中心,雙主軸雙刀塔車床等金屬切削機床,多用於大批量生產時使用。
模糊控制運動的機床,目前運用較少,從直觀上看機床的主軸即運動軸象一個六腳的蜘蛛,可自由旋轉加工。可以參見COROMANT圖像資料。
機床分類可見投影。
數控系統,數控系統的好壞直接影響模具的加工精度,對刀具的使用也至關重要。目前大多數機床廠商都使用SIEMENS、FANUC的數控系統,即使有的廠家沒有打出這兩家的商標,實際上他們也是使用數控系統廠家的基礎模塊,在增加了與機床相匹配的二次開發的數控功能之後,取了自己的名字推向市場。
數控系統的計算功能直接影響機床的運動控制精度。如,機床在加工模具的過程中,軸向運動的控制精度和運動的順暢性至關重要,這需要控制系統有很高的計算能力。如果機床在加工模具的時候,加減速和轉角加減速對正確描述加工路徑非常重要,解決好這兩個難題,加工出的模具曲面才會最接近理論值。而我們刀具在平滑、穩定、均勻的切削使用環境中才可以減少磨損、保持精度。
4. 立式加工中心Z軸是怎樣加高的
通常情況廠家只會給把立柱加高,通常不會超過150MM,這樣你主軸鼻端至工作台距離也隨之加高相應的高度。當然越高剛性就會有所下降,理論上加高後的加工精度會有所波動,產品要求不是非常高的精度還是可以保證。(能否告知三軸有效加工行程和你初步選用的機型)
如果想把導軌和絲杠加長,這樣廠家必然要把立柱加高加大,完全可以說是專機。這樣成本必然會高很多,正規廠家是不願意做類似工作的!
5. 加工中心的進給機構設計
一般普通的線軌加工中心進給率是絲桿的螺距乘以伺服馬達的最大轉速。考慮的因素比較多,如線軌;硬軌;工作台的重量;鞍座,這只是個人觀點。
6. 立式加工中心Z軸移動靠什麼裝置控制
一般採用伺服馬達和緩存氮氣裝置。移動量是伺服馬達的編碼器來控制的。
7. 立式加工中心的主運動是什麼進給運動有哪些
主運動是主軸的旋轉運動
進給運動有x,y,z這三個坐標軸移動的切削運動(這3個坐標軸由於零件的形狀,走刀方法不一樣可能會不同時移動)
希望希望對你有所幫助
8. 立式加工中心主軸組件的機構設計 提綱怎麼寫
裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度,數控技術及裝備是發展高新技術產業和尖端工業(如:信息技術及其產業,生物技術及其產業,航空、航天等國防工業產業)的使能技術和最基本的裝備。製造技術和裝備是人類生產活動的最基本的生產資料,而數控技術則是當今先進製造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國製造業廣泛採用數控技術,以提高製造能力和水平,提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資,不僅採取重大措施來發展自己的數控技術及其產業,而且在「高精尖」數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。
數控機床技術的發展自1953年美國研製出第一台三坐標方式升降台數控銑床算起,至今已有53年歷史了。20世紀90年開始,計算機技術及相關的微電子基礎工業的高速發展,給數控機床的發展提供了一個良好的平台,使數控機床產業得到了高速的發展。我國數控技術研究從1958年起步,國產的第一台數控機床是北京第一機床廠生產的三坐標數控銑床。雖然從時間上看只比國外晚了幾年,但由於種種原因,數控機床技術在我國的發展卻一直落後於國際水平,到1980年我國的數控機床產量還不到700台。到90年代,我國的數控機床技術發展才得到了一個較大的提速。目前,與
國外先進水平相比仍存在著較大的差距。
總之,大力發展以數控技術為核心的先進製造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
1 概述
1.1 加工中心的發展狀況
1.1.1 加工中心的國內外發展
對於高速加工中心,國外機床在進給驅動上,滾珠絲杠驅動的加工中心快速進給大多在40m/min以上,最高已達到90m/min。採用直線電機驅動的加工中心已實用化,進給速度可提高到80~100m/min,其應用范圍不斷擴大。國外高速加工中心主軸轉速一般都在12000~25000r/min,由於某些機床採用磁浮軸承和空氣靜壓軸承,預計轉速上限可提高到100000r/min。國外先進的加工中心的刀具交換時間,目前普遍已在1s左右,高的已達0.5s,甚至更快。在結構上,國外的加工中心都採用了適應於高速加工要求的獨特箱中箱結構或龍門式結構。在加工精度上,國外卧式加工中心都裝有機床精度溫度補償系統,加工精度比較穩定。國外加工中心定位精度基本上按德國標准驗收,行程1000mm以下,定位精度可控制在0.006~0.01mm之內。此外,為適應未來加工精度提高的要求,國外不少公司還都開發了坐標鏜精度級的加工中心。
9. 有「網架節點球立式加工中心本體設計-Y、Z軸進給系統設計」資料的嗎
暫時沒有
10. 立式加工中心的設計需要體現哪些要求
立式加工中心主要適用於加工板類、盤類、模具及小型殼體類復雜零件。立式加工中心能完成銑、鏜削、鑽削、攻螺紋和用切削螺紋等工序。其價格昂貴,其加工費用比傳統機床要求得多,這就要求必須採取措施大幅度地壓縮單件加工時間。良好的設計有利於立式加工中心的加工效率及加工質量。
1、具備更高的靜動風度。立式加工中心價格昂貴,其加工費用比傳統機床要求得多,這就要求必須採取措施大幅度地壓縮單件加工時間。壓縮單件的加工時間包括兩個這方面一方面是新型刀具材料的發展,例切削速度成倍地提高,大大經官復原職切削時間;另一方面,採用自動換刀系統,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。在設計加工中心結構時,考慮到這些因此,其基礎大件通常採用封閉箱形結構,合理布置加強筋板以及加強各部件的接觸風度,有效地提高了機床的靜風度。另外,調整構件的質量可能改變系統的自振頻率,增加阻尼可以改善機床的阻尼特性,是提高機床動風度的有效措施。
2、具備靜剛度。機床床身、導軌、工作台、刀架和主軸箱等部件的結構剛度將影響它他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,不可能在加工中做人為調整(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。
3、有更小的熱變形。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。由於加工中心的主軸轉速、進給速度及切削量等都大於傳統機床,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採取有效的液冷、購冷等方法控制溫升;改善機床結構,使構件的熱變形發生在非誤差敏感方向上。例如卧式加工中心的立柱採用框式雙立柱結構,左右對稱,熱變形對主軸軸線產生升起方向的平移,它可以由坐標修正是進行補償,減少發熱,盡可能將熱源從主機中分離出去。
4、運動件間的摩擦小並削除傳動系統間隙。加工中心工作台的位移量以脈沖當量作為最小單位,在對刀等情況下,工作台常以極低的速度運動。這就要求工作台能對數控裝置發出的指令作出准確響應,它與運動件的摩擦特性有關,加工中心採用滾動導軌,滾動導軌和靜壓導軌的靜摩擦力較小,並且在潤滑油的作用下,它們的摩擦力隨運動速度的提高而減小,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衡性和定位精度都有所提高。進給系統中採用滾珠絲杠代替滑動絲杠,也是基於同樣的道理。另外,採用脈沖補償裝置進行螺距補償,削除了進給傳動系統的間隙,也有的機床採用無間隙傳動副。
5、壽命高、精度保持性好。良好的潤滑系統保證了立式加工中心的壽命,導軌、進給絲杠及主軸部件都採用新型的耐磨材料,使加工中心在長期使用過程中能夠保持良好的精度。
6、人性化設計。加工中心採用主軸、多刀架及自動換刀裝置,一次裝夾完成多工序的加工,節省了大量裝夾換刀時間。由於不需要人工操作,採用了封閉或半封閉式加工,使人機界面明快、干凈、協調。機床各互鎖能力強,可防止事故發生,改善了操作者的觀察、操作和維護條件,並設有緊急停車裝置,以避免發生意外事故,所有操作都集中在一個操作面板上,一目瞭然便於操作。