精密立式加工中心的设计及应用

发布日期:[08-06-16 10:43:56] 浏览人次:[]

压力为22 bar,可满足高速切削、小孔加工和深孔加工对排屑畅通、及时带走加工热量的要求。

为了使主轴运转平稳,降低噪声,减小振动,对主轴采用两次动平衡,一次在主轴与转子热装後,第二次在所有回转零件装配好且几何精度检验完毕後。这样动平衡精度高,保证回转精度和防止振动。另外,在主轴前後位置设计有平衡环以备在线动平衡用。刀库放在机床的左侧面,用单独地基,这样在刀库和机械手换刀时产生的振动和不平衡不会传到主机上,消除了一部分外加载荷,使机床精度更稳定。

为了在较高的运动速度下提高机床的定位精度和加工精度,特别是定位精度,机床上安装了精度为0.003mm的HEIDENHAIN封闭式绝对光栅尺,进行全闭环控制。但机床的定位精度只能评估机床在特定位置时的精度,如果远离测量面进行加工时,加工的位置度会有较大误差。而传统的螺距补偿只能对特定位置丝杠的螺距误差进行补偿,并不能全面降低整个加工面的位置度误差。为尽量消除加工区域内的位置度误差,提高机床的加工精度,增加了空间误差补偿功能,通过大量的试验采集数据,计算出机床在各空间点的几何误差,并通过CNC系统给与实时补偿。

主轴在运转过程中,电机、轴承及其它运动部件会因摩擦、损耗等产生热量。如果热量不能及时散发和排出,则会严重影响机床精度。因此,对主轴电机外套和轴承座外套用通过恒温油的方式进行循环冷却,使主轴运转过程中绝大部分的热量随循环油带出机体,以降低热变形。但是,冷却再完善也仍然会有部分热量因传导速度快而不能及时排出,使主轴产生热变形。为了进一步解决主轴热变形对精度的影响,主轴Z向的热变形可用软件补偿的办法进行了补偿。补偿数据是通过实验获得的。

为了使补偿软件更具有通用性,变量编程被采用,针对不同的机床、不同的使用情况分别给这些变量赋值,便可生成具针对性、实用性的补偿程序。

高生产率的实现是由于具有较高的快速移动速度48m/min,高的切削进给速度30m/min,最大0.9g的加速度;高的主轴转速12,000~20,000r/min以及高的换刀速度1.5s。主轴电机选用FANUC的&alphaBi系列内装电机,具有低速绕组和高速绕组,在低速绕组额定转速在1500r/min以下时,恒扭矩达118Nm,即使增高至4000r/min时,仍有36Nm~44Nm的较大扭矩输出,在高速绕组下即使20,000r/min时,也仍有8.8Nm~11Nm的扭矩输出,恒功率范围宽,可实现低速大扭矩切削和高速加工。

机床的三点支撑结构,便于根据生产线需要调整位置实现快速重组,缩短了机床安装调试周期,节约了调整工时。

机床的模块化设计主要体现在BT40与HSKA63刀柄的互换;转台和工作台可以方便地互相更换;导轨和丝杠可根据用户需求选用不同生产厂家的产品,如STAR、NSK、THK等。数控高速铣床、三轴、四轴、五轴加工中心可以快速配置出来。液压、润滑、冷却的设计以及电气设计均可根据用户不同要求及不同配置方便地取舍;根据用户不同需求,转台倾斜角度也可以改变等,拓宽了用户的选择面和使用面。

全封闭防护罩确保高速、高效加工条件下工人操作安全。使用油水分离器,将冷却液中油物分离过滤掉,延长冷却液的使用寿命,提高冷却液使用效果,并且符合环保要求。

应用

µ1000系列立式加工中心应用范围很广,机床为精密级加工中心,各项精度包括几何精度、加工精度均为国家标准的精密级,而定位精度比精密级还提高一倍。设计的高刚性在满足高精度的前提下,还有很强的切削能力。应用范围如下:汽车的发动机缸体缸盖、制动器、变速箱体、转向节、减速器等零件的大批量生产和加工;纺织行业板类零件加工;油泵油嘴行业、制表行业、模具行业等的开关体、阀体、叶片、叶轮等零件和模具的加工。

在已售出的机床中,用
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