一站(zhàn)式精(jīng)密五(wǔ)金件加工製造
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在過去,在零件上(shàng)加工(gōng)鋸(jù)齒形需要在銑(xǐ)床或拉(lā)床上進行一道額外(wài)的操作。
這樣就需要在額外的機床上進行單獨設置,產生額外的勞動力成本(用於銑床或拉(lā)床操作工),當然還要進行(háng)額外的搬(bān)運(yùn)、移動以及工序之間可能的暫時的零件存放。此外,在進行鋸齒形加工(gōng)之前,零件可能需要進行中間清理操作。
如果您將零件的鋸齒形加工作為二次操作,那麽利(lì)用此鋸齒剃刀,您可以簡單地(dì)將它作為(wéi)CNC車床(chuáng)上的又一道工序即可(kě)。
在(zài)鋸齒形加工開始時,主軸保持(chí)靜止,而轉塔則在Z軸(zhóu)走三道,以漸進級形式形成首先的五個齒以及完全成形的第六個齒(chǐ)。
該刀具安(ān)裝在車床的轉塔上,並沿零件通過連續的Z軸衝程形(xíng)成鋸齒。在該過程開始時(shí),主軸保持靜止,而刀(dāo)具則運行三道,以漸進級形成(chéng)首(shǒu)先的5個齒以及全(quán)形(xíng)狀的第六(liù)個齒。然後主軸分度到下一個齒位置(需要有一個C軸),其中遞增地形成首先的五個齒,並完(wán)成(chéng)最後(hòu)一個齒(chǐ)。每次當主軸分度到下一個齒位置且轉塔走完零件衝程時都完成一個齒的加工。該過(guò)程一直繼(jì)續,直到零件分度(dù)整個圓且鋸齒形徹底形成為止。
一旦第一個(gè)齒完全成形,主軸就將零件(jiàn)分(fèn)度到下一個齒位置,轉(zhuǎn)塔走(zǒu)完又一道,以完(wán)成齒的加(jiā)工。主軸每分度一次,就形(xíng)成一個完整的齒.分度循環(huán)一直繼續,直至零件(jiàn)完全加工出所需要的鋸齒形狀為止。
該過(guò)程既簡單又快速。例如,對1045號鋼零件的鋸齒加工可以在帶C軸功能的普通CNC車床上用不到7秒鍾的時間加(jiā)工好。將鋸齒加工操作結合為一道車床工(gōng)序可以(yǐ)簡化(huà)零件的處理:該操作不必在額外的機床上進行,避(bì)免了不同工序之間零件的(de)清理、額(é)外機床的設置和操作成本以及額(é)外的零件搬運過程。最重要的一點是,零件在離開車床時是完全加工好的狀態,並(bìng)且為清理和發送給客戶準備就緒。
根據數控機床的適用場合和機構特點(diǎn),對(duì)數控機床結構因提(tí)出以下要求:
一、較高的機床靜(jìng)、動(dòng)剛度
數控機床是按照數控編程或(huò)手動輸入數據方式提(tí)供的指令自動進行加(jiā)工的。由於機械結構(gòu)(如機床床(chuáng)身、導軌、工作台、刀架和主軸(zhóu)箱等)的幾何精度與變形產生的定位誤差在加工過程中不能為地調整與補償,因此,必須把各處機械結構部件(jiàn)產生的彈性變形控製(zhì)在(zài)最小限度內,以(yǐ)保證所要求的加工精度與表麵質量。
為了提高數控機床(chuáng)主軸的(de)剛度,不但經(jīng)常采用三支撐結構,而且選用鋼性很好的雙列短(duǎn)圓(yuán)柱滾子軸承和角接觸向心推力軸(zhóu)承(chéng)鉸接出相信忒力軸承 ,以減小主軸的徑(jìng)向和軸向變形。為了提(tí)高機(jī)床大件的剛度,采用封閉界麵(miàn)的(de)床身,並采用液力平衡減少移動部件因位置(zhì)變動造成的機床變(biàn)形。為了提高機床各部件的接觸剛度,增加機床的承載能力,采用刮研的方法增加單位麵積上的接觸點,並在結合(hé)麵(miàn)之間施加足夠大的預加載荷,以(yǐ)增(zēng)加接觸麵積。這些(xiē)措施都能有效地提高接觸剛度。
為了(le)充分發揮數控機床的高效加(jiā)工能力,並能進行穩定切削,在保證靜態剛度的前提(tí)下,還必須提高動態剛度。常用(yòng)的措施主要有提高係統的剛度、增加阻尼以及調整構件的自振(zhèn)頻率等。試驗表明,提高(gāo)阻尼(ní)係數(shù)是改(gǎi)善抗(kàng)振性的(de)有效方法。鋼板的焊接結構既可以增加靜剛度、減輕結(jié)構重量(liàng),又(yòu)可(kě)以增加構件本身的阻尼。因此,近年來在數控機床上采(cǎi)用了鋼板焊接結構的床身、立柱(zhù)、橫梁和工作台。封(fēng)砂鑄件也有利於振動衰減,對提高抗振性也有較好的效果。
二、減少機床的(de)熱變形
在內外熱源的影響下,機(jī)床各部件將(jiāng)發生(shēng)不同程度的熱變形,使工件(jiàn)與刀具之間的相對運動關係遭到破環,也是機床季度下降。對於數(shù)控(kòng)機床來說,因為全部加工過程是(shì)計算的(de)指令控製的,熱變形的影響就更為嚴重。為了減少熱(rè)變(biàn)形,在數控(kòng)機床結構中通常采用以下措施。
(1) 減少發熱
機床內部發熱時產(chǎn)生熱變形的主要熱源,應當盡可能地將熱源從主機中分離出(chū)去。
(2) 控製溫升
在采取(qǔ)了一係列減少熱源的措(cuò)施後,熱變形(xíng)的情況將有所改(gǎi)善。但要完全(quán)消除機床的內外熱源通常是十分困難的,甚至是不可能的。所以必須通過良(liáng)好的散熱和冷卻來控製溫升,以減少熱源的影響。其中部較有效的方法是在機床的發(fā)熱部位強製冷卻,也可以在機床低溫部分(fèn)通過加(jiā)熱(rè)的方法,使機床各點(diǎn)的溫度趨於一致,這樣可以減少由於溫差造成的翹曲變形。
(3) 改(gǎi)善機床機構
在同樣發(fā)熱條件下,機床機構(gòu)對(duì)熱變(biàn)形也有很大影響。如數控機床過去采用的單立柱機構有可能(néng)被雙柱機構所代替。由於左右對稱,雙立柱機構受熱後的主軸線除產生垂直方向的(de)平移外,其它方向的變形很小,而垂直方向(xiàng)的軸線移動可以方便地用一個(gè)坐(zuò)標(biāo)的修(xiū)正量進行補償。
軸的熱變形發生在刀具切入(rù)的垂直方向上。這(zhè)就可以(yǐ)使主軸(zhóu)熱變形對加工(gōng)直徑(jìng)的影響降(jiàng)低到最小限度。在(zài)結(jié)構上還應盡可能減(jiǎn)小主軸中心與主軸向地麵的距離(lí),以減少熱變形的總量,同時應使(shǐ)主軸箱的前後(hòu)溫升一致,避免主軸(zhóu)變形後出現傾斜。
數控機床中的滾?絲杠常在預計載荷大、轉速(sù)高以及散熱差的條件下工作,因此絲杠容易發熱。滾珠絲杠熱生(shēng)產造成的後果是嚴重的,尤其是在開環係統中,它會使進給係(xì)統喪(sàng)失定位精度。目前某些機床用預拉的(de)方(fāng)法減少絲杠的熱變形。對於采取了上述措施仍不能消除的(de)熱(rè)變形,可以根據測量(liàng)結果由數控係統發(fā)出補償脈衝加以(yǐ)修正。
三(sān)、減少運動間的摩擦(cā)和消除傳動間隙
數控機床工作台(或拖板)的位移(yí)量十一(yī)脈中當量為最小單位的,通常又要求能以基地的速(sù)度運動。為了使工作台能對數控裝置的指令作出準確響(xiǎng)應,就必(bì)須采取相應的措施。目(mù)前常用(yòng)的滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌在摩擦(cā)阻尼特性方麵存在著明顯的差別。在進給(gěi)係統中(zhōng)用滾珠絲杠代替滑動絲杠也可以收到同樣的效果(guǒ)。目前,數控機床幾乎無一例外地(dì)采用滾(gǔn)珠絲杠傳動。
數控機(jī)床(尤其是開環係統的數控機床)的加工精度在很大(dà)程度上取決於進給傳動鏈的精度。除了減少傳動齒輪和滾珠絲杠的加工誤差之外,另一個重要措(cuò)施是采用無間隙傳動(dòng)副。對於滾珠絲杠(gàng)螺距的累積誤差,通常采用脈衝補償裝置(zhì)進行螺(luó)距補(bǔ)償。
四、提高機床的壽命和精度保持性
為了提高機床的壽命和精度保持(chí)性,在設計時應充分考慮數控機場零部件的耐磨性,尤其是機床導軌、進給伺港機主軸部件等影響(xiǎng)進度的主要零件的耐磨性。在使用過程中,應保證數控機(jī)床各部件(jiàn)潤滑良好。
五、減少輔助時間和改善操作性能
數控機床(chuáng)的單件加工中,輔助時(shí)間(非切屑時間)占有較大的(de)比重。要進一步(bù)提高機床的生產率(lǜ),就必須采(cǎi)取促使最大限度地壓縮輔助時間。目前已(yǐ)經有很多數控機床采(cǎi)用了多主軸、多刀架(jià)、以及帶刀庫的自動換刀裝置等,以減少換刀(dāo)時間。對於切屑用量加大的數(shù)控機床,床身機構必須有利於排屑。