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發布時間:2020-08-16 17:57  
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高速立式加工中心高速主軸的關鍵技術分析 高速加工中心的高速主軸應具有精密度高、剛性好、運行平穩和熱變形小等特點。 眾所周知,軸承是主軸設計中的零部件,對高速主軸來說更是如此。低速運行的主軸常使用鋼球軸承,油脂潤滑,但是,隨著轉速的提高,這種設計方法已不再合適。
現在,人們希望主軸既能輸出大的功率又有高的轉速。目前解決該問題的方法是利用混合陶瓷軸承并輔之以油潤滑,這種方法能適合于150000r/min以上的轉速。已運用此項技術制成200000r/min/75hp和3000000r/min/50hp的主軸。這種主軸中使用的軸承的內、外滾道仍然是用鋼制成的。但其滾動部件是由硬度高且耐磨性好的陶瓷材料制成。由于陶瓷材料比鋼輕,加上其制造工藝可以保證其制成的滾珠比鋼制成的更圓,且工作中不易變形,熱穩定性好,所以這種混合陶瓷軸承的運行性能良好。
任何一種軸承運行過程中產生的熱量都會對其精度和壽命產生影響,因此在高速主軸中,必須采取措施來處理這個問題。轉速在100000r/min以上的主軸,典型的方法是采用氣油混合潤滑系統。這種系統給軸承提供少的(但卻是足夠)潤滑以使軸承產生較少的熱量,其中氣流不僅起潤滑作用,還可以帶走熱量,除此之外,高速主軸還使用軸承冷卻系統來散熱,這種冷卻系統有時也被稱為“冷卻器”。
還有一些其他的減少摩擦的設計方法,其功率為50hp,轉速達200000r/min的主軸使用的是靜動承,這樣,主軸在“液體”中而非在剛性件上轉動。當轉速需要很高時可以使用空氣軸承,但它一般用于直徑較小且轉速要求超過1000000r/min的主軸。幾乎無摩擦的磁力軸承也在某些場合得到運用。
如何保養加工中心呢?
加工中心的正確操作使用能夠防止機床非正常磨損,做好日常維護保養,可使設備保持良好的技術狀態,那么對于加工中心我們該如何的保養呢?
一、數控設備的使用環境,為提高數控設備的使用壽命,一般要求要避免陽光的直接照射和其他熱輻射,要避免太潮濕、粉塵過多或有腐蝕氣體的場所。精密數控設備要遠離振動大的設備,如沖床、鍛壓設備等。
二、良好的電源保證,為了避免電源波動幅度大(大于±10%)和可能的瞬間干擾信號等影響,數控設備一般采用專線供電(如從低壓配電室分一路單獨供數控機床使用)或增設穩壓裝置等,都可減少供電質量的影響和電氣干擾。
三、制定有效操作規程,在數控機床的使用與管理方面,應制定一系列切合實際、行之有效的操作規程。例如潤滑、保養、合理使用及規范的交接班制度等,是數控設備使用及管理的主要內容。制定和遵守操作規程是保證數控機床安全運行的重要措施之一。實踐證明,眾多故障都可由遵守操作規程而減少。四、數控設備不宜長期封存購買數控機床以后要充分利用,尤其是投入使用的年,使其容易出故障的薄弱環節盡早暴露,得以在保修期內得以排除。加工中,盡量減少數控機床主軸的啟閉,以降低對離合器、齒輪等器件的磨損。沒有加工任務時,數控機床也要定期通電,是每周通電1~2次,每次空運行1小時左右,以利用機床本身的發熱量來降低機內的濕度,使電子元件不致受潮,同時也能及時發現有無電池電量不足報警,以防止系統設定參數的丟失。


加工中心的工作原理及組成
一、加工中心的工作原理
加工中心的工作原理是根據零件圖紙,制定工藝方案,采用手工或計算機自動編制零件加工程序,把零件所需的機床各種動作及全部工藝參數變成機床的數控裝置能接受的信息代碼,并把這些代碼存儲在信息載體上,將信息載體送到輸入裝置,讀出信息并送入數控裝置。進入數控裝置的信息,經過一系列處理和運算轉變成脈沖信號。有的信號送到機床的伺服系統,通過伺服機構進行轉換和放大,再經過傳動機構,驅動機床有關零件,使刀具和工件嚴格執行零件程序所規定的相應運動。還有的信號送到可編程控制器中用以順序控制機床的其它輔助動作,實現刀具自動更換。
二、加工中心的組成(1)基礎部件:由床身、立柱和工作臺等大部件組成,是加工中心的基礎部件,它們可以是鑄鐵件,也可以是焊接鋼結構件,均要承受加工中心的靜載荷以及在加工時的切削載荷。
(2)控制系統
(3)自動換刀裝置:它由刀庫、驅動機構等部件組成。刀庫是存放加工過程中所使用的全部刀具的裝置。本次設計用的是斗笠刀庫,12把刀。
(4)輔助裝置:包括潤滑、冷卻、排屑等系統等部分。輔助裝置雖不直接參加切削運動,但對加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保障作用,因此,也是加工中心不可缺少的部分。
怎樣選擇合適的加工中心
首先要明確準備加工的對象。一般來說,具備下列特點的零件適合在加工:多工序集約型工件指在一個工件上需要用許多把刀具進行加工。定位繁瑣的工件例如有一定位孔距精度要求的多孔加工,利用機床定位精度高的特點,很方便實施。重復生產型的工件適合加工單件小批量生產。小批量指在1-100件,每批數量不多,但又需要重復生產。
另外,即使工件形狀尺寸不同,但又是相似工件,易于實現成組加工(GT)工藝的零件。復雜形狀的零件模具、航空零件等復雜形狀工件,能借助自動程序編制技術在加工中心上加工各種異形零件。箱體類、板類零件在臥式加工中心上利用回轉工作臺,對箱體零件進行多面加工,如主軸箱體、泵體、閥體、內燃機缸體等。如果連頂面也要一次裝夾中加工,可選用五面體加工中心。立式加工中心適合加工箱蓋缸蓋、平面凸輪等。加工中心用于加工大型箱體、板類零件,如內燃機車缸體、加工中心立柱、床身、印刷墻板機等。
機床規格的選定根據確定的加工工件的大小尺寸,相應確定所需機床的工作臺尺寸和三個直線坐標系的行程。工作臺尺寸應保證工件在其上面能順利裝夾工件,加工尺寸則必須在各坐標行程內,此外還要考慮換刀空間和各坐標干涉區的限制。
機床精度的選定加工中心的精度分類為普通型和精密型,其主要精度項目見下表:加工中心主要精度項目精度項目普通型(mm)精密型(mm)直線定位精度±0.01/全程±0.005/全程重復定位精度±0.006±0.002。