五轴数控加工中心,五轴数控加工中心课后感悟( 二 )


主轴回转的立式五轴加工中心
立式加工中心的主轴重力向下,轴承高速空运转的径向受力是均等的,回转特性很好,因此可提高转速,一般高速可达 1,2000r/min 以上,实用的更高转速已达到 4,0000 转 。主轴系统都配有循环冷却装置,循环冷却油带走高速回转产生的热量,通过制冷器降到合适的温度,再流回主轴系统 。
 X、Y、Z 三直线轴也可采用直线光栅尺反馈,双向定位精度在微米级以内 。由于快速进给达到 40~60m/min 以上,X、 Y、 Z 轴的滚珠丝杠大多采用中心式冷却,同主轴系统一样,由经过制冷的循环油流过滚珠丝杠的中心,带走热量 。
 卧式五轴加工中心
 此类加工中心的回转轴也有两种方式,一种是卧式主轴摆动作为一个回转轴,再加上工作台的一个回转轴,实现五轴联动加工 。这种设置方式简便灵活,如需要主轴立、卧转换,工作台只需分度定位,即可简单地配置为立、卧转换的三轴加工中心 。由主轴立、卧转换配合工作台分度,对工件实现五面体加工,制造成本降低,又非常实用 。也可对工作台设置数控轴,最小分度值 0.001 度,但不作联动,成为立、卧转换的四轴加工中心,适应不同加工要求,价格非常具有竞争力 。
另一种为传统的工作台回转轴,设置在床身上的工作台 A 轴一般工作范围 +20 度至 -100 度 。工作台的中间也设有一个回转台 B 轴,B 轴可双向 360 度回转 。这种卧式五轴加工中心的联动特性比之一种方式好,常用于加工大型叶轮的复杂曲面 。回转轴也可配置圆光栅尺反馈,分度精度达到几秒,当然这种回转轴结构比较复杂,价格也昂贵 。
 目前卧式加工中心工作台可以做到大于 1.25m2,对之一种五轴设置方式没有什么影响 。但是第二种五轴设置方式比较困难,因为 1.25m2 的工作台做 A 轴的回转,还要与工作台中间的 B 轴回转台联动确实勉为其难 。卧式加工中心的主轴转速一般在 10,000rpm 以上,由于卧式设置的主轴在径向有自重力,轴承高速空运转时径向受力不均等,加上还要采用较大的*** 50 刀柄,一般更高可达 20,000rpm 。卧式加工中心快速进给达到 30~ 60m/min 以上,主轴电机功率 22-40KW 以上,刀库容量按需要可从 40 把增加到 160 把,加工能力远远超过一般立式加工中心,是重型机械加工的首选 。
加工中心大多可设计成双工作台交换,当一个工作台在加工区内运行,另一工作台则在加工区外更换工件,为下一个工件的加工做准备,工作台交换的时间视工作台大小,从几秒到几十秒即可完成 。
最新设计的加工中心考虑到结构上要适合组成模块式制造单元( FMC )和柔性生产线( FMS),模块式制造单元一般至少有两台加工中心和四个交换工作台组成,加工中心全部并排放置,交换工作台在机床前一字形排开,交换工作台多的可以排成两行、甚至双层设计 。两边各有一个工位作为上下工件的位置,其余工位上的交换工作台安装着工件等待加工,有一辆小车会按照系统指令,把装着工件的交换工作台送进加工中心,或从加工中心上取出完成加工的交换工作台,送到下一个工位或直接送到下料工位,完成整个加工操作 。柔性生产线除了小车、交换工作台之外,还有统一的刀具库,一般会有几百把刀具,在系统中存入刀具的身份编码信息,再通过刀具输送系统送进加工中心,并把用完的刀具取回,柔性生产线往往还需要一台 FMS 的控制器来指挥运行 。
立式加工中心和卧式加工中心的区别 :
明显是因为工作台做大了 ,才改成立式的,显然立式能加工更大的零件 (其实所有的立式设备都比相应的卧式设备有更大的工件尺寸容纳能力 ,这是立式设备的天生优势 .) 卧式加工中心和立式加工中心主要区别在于 : 主轴(进给轴)一个是平行于底面 一是垂直于地面立式很明显主轴是垂直地面的,卧式主轴是平行地面的,卧式就相当于镗床了,只是功能多,精度高 。
4数控加工中心五轴联动具体是什么意思?五轴联动加工中心技术是指一个复杂形状的表面需要用5个独立轴共同进行数控插补运动才能获得光顺平滑形面的加工技术 。虽然从理论上讲任何复杂表面都可用X、Y、Z三轴坐标来表述,但实际加工刀具并不是一个点,而是有一定尺寸的实体,为了避免对空间扭曲面加工时出现刀具与加工面间的干涉以及保证曲面各点的切削条件的一致性,需要调整刀具轴线与曲面法矢间在两维方向上的夹角 。
五轴联动加工中心的轴数是指加工同一表面时所需独立运动的轴的数量,而非指该数控拥有的可控制轴的数量 。例如龙门铣床为保证横梁升降的平行性,需要左右两根驱轴W1,W2同步运动,也就是以W1为主动轴,而使W2轴与之保持同步 。因此,它们只能作为1根独立运动轴 。另外如果复杂雕塑表面具有回转体特征的话,不需要Y轴运动,可以在数控车床或车削中心上实现 。

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