在金屬切削加土領(lǐng)域洲棍,應(yīng)用最多的是車削和銑削加工福吩,也就是說疑拯,車床和銑床的應(yīng)用最普遍。為了提高加工效率鼠灼,縮短輔助時間矿矿,在考慮工序集成的時候,首先進行車眯词、銑工序的集成棋躬,即在車床上增加銑削功能,或在銑床上增加車削功能延届。所以剪勿,車、銑復(fù)合加工機床是現(xiàn)在發(fā)展最快方庭、品種最多厕吉、應(yīng)用最普遍的復(fù)合機床。提高車銑復(fù)合加工機床的精度和加土效率也最有現(xiàn)實意義械念。提高精度和效率的方法多種多樣头朱,這里介紹一臺由德國Carl Ben-zinger 公司創(chuàng)新開發(fā)的“Take5”型五軸車、銑中心龄减,供業(yè)界參考项钮。
這臺“Take5”型機床(如圖1所示),結(jié)構(gòu)緊湊希停,采用特殊的坐標(biāo)軸布置烁巫,顯著地提高了機床的精度、柔性和生產(chǎn)率宠能。其結(jié)構(gòu)特點為:床身是穩(wěn)定而加強的鑄鐵斜床身亚隙,結(jié)構(gòu)緊密磁餐,具有很高的剛性和較大的阻尼。作為主要構(gòu)件的主軸和對置副主軸結(jié)構(gòu)相同(見圖2)督羊,分別安置于兩個分開的滑塊上耸颁,彼此獨立地在縱向和橫向運動。具有16個刀位的星狀轉(zhuǎn)塔刀架處于工作區(qū)域下面塑赁,在所有位置上都可以裝車刀舞绝、或有選擇地裝上動力鏜刀和銑刀。
圖1 高精度與柔性和高生產(chǎn)率結(jié)合的Take5型車糠味、銑中心機床
圖2 結(jié)構(gòu)相同并安裝在各自獨立運動的滑塊上的主軸和對置副主軸
此外吆踏,在工作區(qū)的上方有一個銑削主軸,這是一大特點渊伐。銑削主軸可垂直方向移動125mm 轩丁,繞B軸擺轉(zhuǎn)180 °。這樣多析,不僅在主主軸上仙商,而且在對置的副主軸上都很適合對復(fù)雜幾何形狀的零件進行五軸加工。根據(jù)擴充的需要初祠,在一個盤狀刀庫上可以安裝多達52把刀钞钙,自動為銑削主軸更換刀具(圖3)。
圖3 多達52個刀夾的盤狀刀庫裝調(diào)時間和費用最少
這個實現(xiàn)坐標(biāo)軸特殊布置的方案有很多優(yōu)點声离。首先是大大增加了機床配備的刀具數(shù)量芒炼,如轉(zhuǎn)塔刀架有16 個刀位,盤狀刀庫的刀具交換裝置山52個刀位术徊。所以本刽,在加工小批量昂貴的復(fù)雜零件時,機床的準(zhǔn)備時間可大大縮短赠涮。銑削主軸適合以高達30000r/min 的轉(zhuǎn)速夾持小的鏜刀子寓、銑刀和車刀進行加工,因為操作者在分配加工工序時世囊,可以靈活的分配給主主軸或?qū)χ玫母敝鬏S别瞭,這種靈活性減少了準(zhǔn)備時間。此外株憾,在有16刀位的轉(zhuǎn)塔刀架上裝有16把鑊刀蝙寨、銑刀或車刀可供選用。通過精確的接口嗤瞎,可以按需要快速更換帶有刀具的刀夾墙歪。
其次是在很小的結(jié)構(gòu)空間里實現(xiàn)高精度和柔性。每個坐標(biāo)軸部件單元只有兩個軸向運動,因此抄瀑,切削力經(jīng)很短路徑傳至穩(wěn)定的鑄鐵床身旧匈,避免了振動,有利于提高加工精度隆惊,有利于改善表面加工質(zhì)量和延長刀具壽命闯智。主軸和對置副主軸既可以把工件送到轉(zhuǎn)塔刀架處,也可以送到銑削單元處蹬寸,用相應(yīng)的刀具進行加工犹耻。這就使得在工件的前端和后邊交換加工成為可能,例如广柴,當(dāng)一個工件前端在用下面的銑削單元進行任意角度加工時春探,另一個工件的后端可以用轉(zhuǎn)塔刀架的刀具進行車削、鏗孔或銑削加工才嘀。由于不限制軸的運動自由度辑皿,所以,也可以相反進行加工跋炕。即零件后端用銑削單元赖晶,前端用轉(zhuǎn)塔刀架的刀具照樣可以進行同時加工。這種加工的可能性使生產(chǎn)率大大提高辐烂,在工件的前端和后端同時加工嬉探,使加工時間縮短近50%。而且棉圈,Take5型加工中心提供了其他機床至今未能實現(xiàn)的車削、鏜孔眷蜓、銑削和五軸銑削等復(fù)合加工的可能性分瘾。因此,很復(fù)雜的難加工的部件吁系,可以在一個加工過程中實現(xiàn)全部加工德召。還有就是能用有效的控制方案進行可靠的編程。選用了經(jīng)驗證合用的控制方案汽纤,用戶能在最短時間內(nèi)熟悉Take5型車銑加工中心上岗,快速而可靠地進行編程和操作機床。Take5機床的控制系統(tǒng)是西門子840D系統(tǒng)蕴坪,由于在控制方面有成熟的經(jīng)驗膀概,專家們已經(jīng)把坐標(biāo)軸附加運動和實用的、用戶友好的五軸銑削功能都集成在系統(tǒng)中了础甜,這對用戶能用新技術(shù)進行生產(chǎn)非常有利度限。
除了加工單件和小批量零件外,還特別適于批量加工高精度零件。所以浙梗,制造商可根據(jù)用戶當(dāng)時的需求集成各種各樣的自動化設(shè)備蛆删,如,通過輸送帶與自動取工件相連的棒料裝載器务冠,還可以選擇盤類零件自動上下料的機器人捅悦,或者把制成品裝底托和送往存儲處的龍門架等。此外丈揖,當(dāng)盤類零件可通過軌道或傳送帶輸送時目露,集成的裝料設(shè)備能快速在機床上搬運工件。
總之喝爽,新的設(shè)計方案通過主軸妻铲、刀具和運動軸的特殊布置,使批量生產(chǎn)中高生產(chǎn)率和高柔性理想地結(jié)合在一起了年堆。
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