1.引言

隨著數控機床的不斷普及,高精度蜗搔、高性能數控機床的不斷出現,數控機床逐漸從單重的高效,逐漸向高效和高精度發(fā)展。因此高精度數控機床慢慢成為型號關鍵件的首選機床,但是我國引進高精度數控機床為數不多,相關經驗比較缺乏,加之機床造價較高,甚至是普通機床的十倍八堡、百倍,對機床的選型造成一定難度和風險樟凄。本文就我廠某型號關鍵件的加工機床選型,對機床選型的步驟和應當注意的問題進行了闡述,以供相關人員在機床選型時以做參考。

2.零件分析

薄壁環(huán)類零件在加工中經常遇到的三大難題:1)裝夾易變形兄渺；2)加工變形,加工中裝夾狀態(tài)下的零件尺寸與釋放后的狀態(tài)不一致缝龄；3)薄壁難以測量。該零件材料為鑄鋁(ZLCuMn),主要特點是跨距大寝典、薄壁林没、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缅坯。零件圖及形位精度如圖1所示婶苦。

圖1加工零件

3.機床選型

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,需反復找正怠播。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吴位。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(lián)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(tǒng)

機床結構

帶加強筋間隔的鑄鐵床身,確保優(yōu)良的靜態(tài)和動態(tài)性能及強的剛性,結構形式采用動柱結構块启。

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(huán)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°,液壓鎖定嚣刺。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魔踱。

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,用變頻器驅動揪孕。

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,最大刀具長度大于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(tǒng)

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)

零件程序存儲器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(huán)

螺旋插補

坐標系轉換

宏指令B

后臺編輯

一般來說,一個完整的機床系統(tǒng)主要包括:高的靜/動剛度支承構件(機床的基本結構)；高精度桶求、高穩(wěn)定性的主軸梧杯；高控制精度的進給系統(tǒng)；高精度及可靠性的CNC系統(tǒng)薯演；高效的冷卻系統(tǒng)撞芍；安全防護與實時監(jiān)控系統(tǒng)等秧了。

如何有選擇地購買切削機床,怎樣將切削機床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。應用合理勤庐、可靠的結構化程序,可以比較安全示惊、穩(wěn)妥地去選擇切削機床。下面將介紹一種有組織愉镰、有步驟地購買高速切削機床并將其應用到現有的生產環(huán)境中去的方法,該方法包括五個階段(如圖2)米罚。

圖2 選購高速切削機床的步驟

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