機(jī)床發(fā)展是高效高速加工的前提條件
編輯:wangli 時(shí)間:2005-12-19 13:57:08
當(dāng)前由于機(jī)床制造技術(shù)的迅速發(fā)展掌眠,機(jī)械制造領(lǐng)域正在醞釀著巨大的變化漆粉。數(shù)控機(jī)床發(fā)展成多軸機(jī)械加工中心葫羡,集約各種工序?yàn)橐惑w,明顯地縮短了輔助時(shí)間蓝角,提高了生產(chǎn)率阱穗,同時(shí)減少了工件的裝夾次數(shù),提高了加工精度使鹅。綜上所述颇象,當(dāng)前機(jī)床的發(fā)展目標(biāo)應(yīng)是:減少工序的更換,明顯提高效率并徘;趨向于工序集約遣钳,易于提高精度;使用復(fù)合刀具麦乞、球頭立銑刀等先進(jìn)工具蕴茴,可提高每單位時(shí)間的切削量;走刀速度加快姐直,切削效率提高倦淀;能減少銑削后的打光工序;切削工具声畏、托板的自動(dòng)交換撞叽,自動(dòng)化程度高,輔助時(shí)間顯著縮短淤点;由于復(fù)雜零件容易加工劣搪,促進(jìn)零件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)等。從航空航天的角度看揉远,普遍認(rèn)為機(jī)床的這種發(fā)展斟迁,非常適合于單件小批量生產(chǎn),所以迅速地衰件、較多地在單件小批量生產(chǎn)系統(tǒng)中充實(shí)了這些裝備邻因,實(shí)踐也表明了自動(dòng)化的設(shè)備是符合航空航天系統(tǒng)制造技術(shù)發(fā)展的需要的。
當(dāng)然擅盏,從提高生產(chǎn)率的角度分析耽暖,除了自動(dòng)化加工以外,仍然存在著如何更進(jìn)一步纹硼、更合理地利用各種技術(shù)進(jìn)步的問題英胖。從機(jī)床的發(fā)展觀察,機(jī)床主軸的高速化顯著地提高了轉(zhuǎn)速脱睛,高于0000r/min的機(jī)床已經(jīng)比較普遍蚊患。軸承技術(shù)的進(jìn)步,為此提供了可能护盈。主軸的發(fā)展挟纱,最突出的是電主軸已經(jīng)商品化。主軸的潤滑技術(shù)十分關(guān)鍵腐宋,受到各方面的關(guān)注紊服。多年來,從油脂潤滑發(fā)展到油霧潤滑胸竞、油氣潤滑欺嗤、環(huán)下(under-race)潤滑,甚至冷風(fēng)潤滑等卫枝。伴隨著高速主軸的發(fā)展煎饼,油脂潤滑已經(jīng)不能適應(yīng),油霧潤滑由于污染的原因使用也在減少校赤,現(xiàn)在使用最為廣泛的是油氣潤滑吆玖,更合理的是環(huán)下潤滑,使關(guān)鍵的內(nèi)環(huán)得到了更好的潤滑马篮。潤滑性能的提高沾乘,使?jié)L珠軸承也能承受70000r/min的高轉(zhuǎn)速。美國原來在機(jī)床主軸上采用的是ABEC7級高精度軸承诽泪,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到ABEC9級杰赴,說明軸承的精度提高是必須的。由于材料的發(fā)展挂闺,又出現(xiàn)了陶瓷滾珠便金,使得滾珠軸承的性能更加提高,這也是保證主軸高速化的需要轮贫。在提高主軸轉(zhuǎn)速和精度方面拐扛,也有采用氣浮靜壓軸承或者液浮靜壓軸承的,而磁力軸承則能達(dá)到更高的水平辱窘。
幾年前楷焦,美國J&L和Ingersoll公司推出了采用直線電機(jī)的高速機(jī)床,引起巨大的反響膝班,在加大走刀速度方面起到了滾珠絲杠達(dá)不到的速度头位,但是當(dāng)時(shí)因?yàn)槌杀咎撸诰唧w的應(yīng)用上庇晤,較多出現(xiàn)的是加大絲杠的螺距虱硝,增加頭數(shù),或者制造成中空的大直徑絲杠厕氨,通以溫控的水进每,保持適宜的溫度。也有主張采用靜壓絲杠的命斧,但是從性能上仍有比較大的差距田晚,它最高可以達(dá)到加速度1~1.5g嘱兼,而直線電機(jī)可以達(dá)到10g以上。后來由于直線電機(jī)制造技術(shù)的進(jìn)步贤徒,其成本明顯降低芹壕,應(yīng)用明顯增加。現(xiàn)在在電火花機(jī)床上也采用了直線電機(jī)接奈,如日本的SODICK甚至采用3個(gè)直線電機(jī)踢涌。只有走刀的高速化,高速加工才能真正得到實(shí)現(xiàn)序宦。當(dāng)然睁壁,圍繞高速加工仍有一系列的技術(shù)需要解決,例如互捌,托板交換癌割、工具交換的速度也要增大。
德國的DIGMA弓席、CHIRON阎员、STAMA,日本的大隈转是,瑞土的MIKRON等公司都是世界上有名的高速機(jī)床制造商伐藕。CHIRON的小型機(jī)械加工中心的工具交換時(shí)間已經(jīng)達(dá)到0.5s。同時(shí)也要求提高主軸的加減速度粤段,使主軸能在極短的時(shí)間里停止或者達(dá)到最高速肝芯,現(xiàn)在已經(jīng)可以達(dá)到2s左右。
為了滿足高效率加工的需要幢剂,機(jī)床的強(qiáng)度智贰、剛度、穩(wěn)定性凳赃、抗振性等都接受了挑戰(zhàn)涣母,所以從設(shè)計(jì)方面采用了CAD方法,預(yù)先打好基礎(chǔ)撕贞;特別是在結(jié)構(gòu)材料上有了比較明顯的變化更耻,出現(xiàn)了石質(zhì)材料取代傳統(tǒng)的鑄鐵和鋼的方法,如采用花崗巖捏膨、陶瓷秧均、人造花崗巖、人造大理石等号涯。在超精密機(jī)床上還有采用零膨脹系數(shù)的微晶玻璃(德國稱為Zerodur目胡,日本稱為玻璃陶瓷)的。近幾十年來,機(jī)床為了適應(yīng)生產(chǎn)率的發(fā)展要求誉己,在結(jié)構(gòu)材料方面發(fā)生了很大的變化眉尸,機(jī)床的性能有了長足的進(jìn)步。我國較早研制成功人造花崗巖巫延,在花崗巖的應(yīng)用上已經(jīng)有比較長的歷史效五。德國DIGMA公司的高速機(jī)床結(jié)構(gòu)材料就采用了復(fù)合聚合物混凝土地消,提高了機(jī)床的剛度炉峰,具有振動(dòng)衰減性優(yōu)越(為鑄件的1/6~1/8)、低熱變形(為鑄件的1/25~1/40)的特點(diǎn)脉执。
近年來機(jī)床的發(fā)展日新月異宗揣,高速化、復(fù)合化坠汹、多功能化芍摩、高精度化的趨勢比較明顯,機(jī)械制造領(lǐng)域的主旋律則是提高生產(chǎn)率逻烛。例如DMG公司展示的激光銑削機(jī)械中心宪隅,將不同的工種集約在一臺機(jī)床上;為了更好地解決排屑的問題潭拖,德國的EMAG公司研制了倒置機(jī)械加工中心赫丈;當(dāng)前比較多的公司提供了5軸機(jī)械加工中心;特別是虛擬機(jī)床的出現(xiàn)厦螟,從機(jī)床的設(shè)計(jì)上發(fā)生了較大的變化官溜,現(xiàn)在它依舊在發(fā)展之中。
當(dāng)然擅盏,從提高生產(chǎn)率的角度分析耽暖,除了自動(dòng)化加工以外,仍然存在著如何更進(jìn)一步纹硼、更合理地利用各種技術(shù)進(jìn)步的問題英胖。從機(jī)床的發(fā)展觀察,機(jī)床主軸的高速化顯著地提高了轉(zhuǎn)速脱睛,高于0000r/min的機(jī)床已經(jīng)比較普遍蚊患。軸承技術(shù)的進(jìn)步,為此提供了可能护盈。主軸的發(fā)展挟纱,最突出的是電主軸已經(jīng)商品化。主軸的潤滑技術(shù)十分關(guān)鍵腐宋,受到各方面的關(guān)注紊服。多年來,從油脂潤滑發(fā)展到油霧潤滑胸竞、油氣潤滑欺嗤、環(huán)下(under-race)潤滑,甚至冷風(fēng)潤滑等卫枝。伴隨著高速主軸的發(fā)展煎饼,油脂潤滑已經(jīng)不能適應(yīng),油霧潤滑由于污染的原因使用也在減少校赤,現(xiàn)在使用最為廣泛的是油氣潤滑吆玖,更合理的是環(huán)下潤滑,使關(guān)鍵的內(nèi)環(huán)得到了更好的潤滑马篮。潤滑性能的提高沾乘,使?jié)L珠軸承也能承受70000r/min的高轉(zhuǎn)速。美國原來在機(jī)床主軸上采用的是ABEC7級高精度軸承诽泪,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到ABEC9級杰赴,說明軸承的精度提高是必須的。由于材料的發(fā)展挂闺,又出現(xiàn)了陶瓷滾珠便金,使得滾珠軸承的性能更加提高,這也是保證主軸高速化的需要轮贫。在提高主軸轉(zhuǎn)速和精度方面拐扛,也有采用氣浮靜壓軸承或者液浮靜壓軸承的,而磁力軸承則能達(dá)到更高的水平辱窘。
幾年前楷焦,美國J&L和Ingersoll公司推出了采用直線電機(jī)的高速機(jī)床,引起巨大的反響膝班,在加大走刀速度方面起到了滾珠絲杠達(dá)不到的速度头位,但是當(dāng)時(shí)因?yàn)槌杀咎撸诰唧w的應(yīng)用上庇晤,較多出現(xiàn)的是加大絲杠的螺距虱硝,增加頭數(shù),或者制造成中空的大直徑絲杠厕氨,通以溫控的水进每,保持適宜的溫度。也有主張采用靜壓絲杠的命斧,但是從性能上仍有比較大的差距田晚,它最高可以達(dá)到加速度1~1.5g嘱兼,而直線電機(jī)可以達(dá)到10g以上。后來由于直線電機(jī)制造技術(shù)的進(jìn)步贤徒,其成本明顯降低芹壕,應(yīng)用明顯增加。現(xiàn)在在電火花機(jī)床上也采用了直線電機(jī)接奈,如日本的SODICK甚至采用3個(gè)直線電機(jī)踢涌。只有走刀的高速化,高速加工才能真正得到實(shí)現(xiàn)序宦。當(dāng)然睁壁,圍繞高速加工仍有一系列的技術(shù)需要解決,例如互捌,托板交換癌割、工具交換的速度也要增大。
德國的DIGMA弓席、CHIRON阎员、STAMA,日本的大隈转是,瑞土的MIKRON等公司都是世界上有名的高速機(jī)床制造商伐藕。CHIRON的小型機(jī)械加工中心的工具交換時(shí)間已經(jīng)達(dá)到0.5s。同時(shí)也要求提高主軸的加減速度粤段,使主軸能在極短的時(shí)間里停止或者達(dá)到最高速肝芯,現(xiàn)在已經(jīng)可以達(dá)到2s左右。
為了滿足高效率加工的需要幢剂,機(jī)床的強(qiáng)度智贰、剛度、穩(wěn)定性凳赃、抗振性等都接受了挑戰(zhàn)涣母,所以從設(shè)計(jì)方面采用了CAD方法,預(yù)先打好基礎(chǔ)撕贞;特別是在結(jié)構(gòu)材料上有了比較明顯的變化更耻,出現(xiàn)了石質(zhì)材料取代傳統(tǒng)的鑄鐵和鋼的方法,如采用花崗巖捏膨、陶瓷秧均、人造花崗巖、人造大理石等号涯。在超精密機(jī)床上還有采用零膨脹系數(shù)的微晶玻璃(德國稱為Zerodur目胡,日本稱為玻璃陶瓷)的。近幾十年來,機(jī)床為了適應(yīng)生產(chǎn)率的發(fā)展要求誉己,在結(jié)構(gòu)材料方面發(fā)生了很大的變化眉尸,機(jī)床的性能有了長足的進(jìn)步。我國較早研制成功人造花崗巖巫延,在花崗巖的應(yīng)用上已經(jīng)有比較長的歷史效五。德國DIGMA公司的高速機(jī)床結(jié)構(gòu)材料就采用了復(fù)合聚合物混凝土地消,提高了機(jī)床的剛度炉峰,具有振動(dòng)衰減性優(yōu)越(為鑄件的1/6~1/8)、低熱變形(為鑄件的1/25~1/40)的特點(diǎn)脉执。
近年來機(jī)床的發(fā)展日新月異宗揣,高速化、復(fù)合化坠汹、多功能化芍摩、高精度化的趨勢比較明顯,機(jī)械制造領(lǐng)域的主旋律則是提高生產(chǎn)率逻烛。例如DMG公司展示的激光銑削機(jī)械中心宪隅,將不同的工種集約在一臺機(jī)床上;為了更好地解決排屑的問題潭拖,德國的EMAG公司研制了倒置機(jī)械加工中心赫丈;當(dāng)前比較多的公司提供了5軸機(jī)械加工中心;特別是虛擬機(jī)床的出現(xiàn)厦螟,從機(jī)床的設(shè)計(jì)上發(fā)生了較大的變化官溜,現(xiàn)在它依舊在發(fā)展之中。
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