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加工中心設(shè)計(jì)需體現(xiàn)的幾個(gè)要求
閱讀：983 發(fā)布時(shí)間：2014-10-16
立式加工中心主要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復(fù)雜零件。立式加工中心能完成銑、鏜削、鉆削、攻螺紋和用切削螺紋等工序。其價(jià)格昂貴，其加工費(fèi)用比傳統(tǒng)機(jī)床要求得多，這就要求必須采取措施大幅度地壓縮單件加工時(shí)間。良好的設(shè)計(jì)有利于立式加工中心的加工效率及加工質(zhì)量。
1、具備更高的靜動(dòng)風(fēng)度。立式加工中心價(jià)格昂貴，其加工費(fèi)用比傳統(tǒng)機(jī)床要求得多，這就要求必須采取措施大幅度地壓縮單件加工時(shí)間。壓縮單件的加工時(shí)間包括兩個(gè)這方面一方面是新型刀具材料的發(fā)展，例切削速度成倍地提高，大大經(jīng)官復(fù)原職切削時(shí)間；另一方面，采用自動(dòng)換刀系統(tǒng)，加快裝夾變換等操作，這又大大減少了輔助時(shí)間。這些措施大幅度地提高了生產(chǎn)率，獲得了好的經(jīng)濟(jì)效益，然而，也明顯地增加了機(jī)床的負(fù)載及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。在設(shè)計(jì)加工中心結(jié)構(gòu)時(shí)，考慮到這些因此，其基礎(chǔ)大件通常采用封閉箱形結(jié)構(gòu)，合理布置加強(qiáng)筋板以及加強(qiáng)各部件的接觸風(fēng)度，有效地提高了機(jī)床的靜風(fēng)度。另外，調(diào)整構(gòu)件的質(zhì)量可能改變系統(tǒng)的自振頻率，增加阻尼可以改善機(jī)床的阻尼特性，是提高機(jī)床動(dòng)風(fēng)度的有效措施。
2、具備靜剛度。機(jī)床床身、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、刀架和主軸箱等部件的結(jié)構(gòu)剛度將影響它他本身的幾何精度及因變形所產(chǎn)生的誤差。所有這些因素都要求數(shù)控機(jī)床具有更高的靜剛度。切削過程中的振動(dòng)不僅直接影響零件的加工精度和表面質(zhì)量，還會(huì)降低刀具壽命，影響生產(chǎn)率。而加工中心又是連續(xù)作業(yè)，不可能在加工中做人為調(diào)整（如改變切削用量或改變刀具的幾何角度）來消除或減少振動(dòng)，因此，還必須提高加工中心的動(dòng)剛度。
3、有更小的熱變形。加工中心在加工中受切削熱、摩擦熱等內(nèi)外熱源的影響，各部件將發(fā)生不同程度的熱變形，這將影響工件的加工精度。由于加工中心的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度及切削量等都大于傳統(tǒng)機(jī)床，而且工藝過程自動(dòng)化，常常是連續(xù)加工，因而產(chǎn)生的熱量也多采取有效的液冷、購冷等方法控制溫升；改善機(jī)床結(jié)構(gòu)，使構(gòu)件的熱變形發(fā)生在非誤差敏感方向上。例如臥式加工中心的立柱采用框式雙立柱結(jié)構(gòu)，左右對(duì)稱，熱變形對(duì)主軸軸線產(chǎn)生升起方向的平移，它可以由坐標(biāo)修正是進(jìn)行補(bǔ)償，減少發(fā)熱，盡可能將熱源從主機(jī)中分離出去。
4、運(yùn)動(dòng)件間的摩擦小并削除傳動(dòng)系統(tǒng)間隙。加工中心工作臺(tái)的位移量以脈沖當(dāng)量作為zui小單位，在對(duì)刀等情況下，工作臺(tái)常以極低的速度運(yùn)動(dòng)。這就要求工作臺(tái)能對(duì)數(shù)控裝置發(fā)出的指令作出準(zhǔn)確響應(yīng)，它與運(yùn)動(dòng)件的摩擦特性有關(guān)，加工中心采用滾動(dòng)導(dǎo)軌，滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌的靜摩擦力較小，并且在潤滑油的作用下，它們的摩擦力隨運(yùn)動(dòng)速度的提高而減小，這就有效地避免了低速爬行現(xiàn)象，從而使加工中心的運(yùn)動(dòng)平衡性和定位精度都有所提高。進(jìn)給系統(tǒng)中采用滾珠絲杠代替滑動(dòng)絲杠，也是基于同樣的道理。另外，采用脈沖補(bǔ)償裝置進(jìn)行螺距補(bǔ)償，削除了進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的間隙，也有的機(jī)床采用無間隙傳動(dòng)副。
5、壽命高、精度保持性好。良好的潤滑系統(tǒng)保證了立式加工中心的壽命，導(dǎo)軌、進(jìn)給絲杠及主軸部件都采用新型的耐磨材料，使加工中心在長期使用過程中能夠保持良好的精度。
6、人性化設(shè)計(jì)。加工中心采用主軸、多刀架及自動(dòng)換刀裝置，一次裝夾完成多工序的加工，節(jié)省了大量裝夾換刀時(shí)間。由于不需要人工操作，采用了封閉或半封閉式加工，使人機(jī)界面明快、干凈、協(xié)調(diào)。機(jī)床各互鎖能力強(qiáng)，可防止事故發(fā)生，改善了操作者的觀察、操作和維護(hù)條件，并設(shè)有緊急停車裝置，以避免發(fā)生意外事故，所有操作都集中在一個(gè)操作面板上，一目了然便于操作。
1、具備更高的靜動(dòng)風(fēng)度。立式加工中心價(jià)格昂貴，其加工費(fèi)用比傳統(tǒng)機(jī)床要求得多，這就要求必須采取措施大幅度地壓縮單件加工時(shí)間。壓縮單件的加工時(shí)間包括兩個(gè)這方面一方面是新型刀具材料的發(fā)展，例切削速度成倍地提高，大大經(jīng)官復(fù)原職切削時(shí)間；另一方面，采用自動(dòng)換刀系統(tǒng)，加快裝夾變換等操作，這又大大減少了輔助時(shí)間。這些措施大幅度地提高了生產(chǎn)率，獲得了好的經(jīng)濟(jì)效益，然而，也明顯地增加了機(jī)床的負(fù)載及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。在設(shè)計(jì)加工中心結(jié)構(gòu)時(shí)，考慮到這些因此，其基礎(chǔ)大件通常采用封閉箱形結(jié)構(gòu)，合理布置加強(qiáng)筋板以及加強(qiáng)各部件的接觸風(fēng)度，有效地提高了機(jī)床的靜風(fēng)度。另外，調(diào)整構(gòu)件的質(zhì)量可能改變系統(tǒng)的自振頻率，增加阻尼可以改善機(jī)床的阻尼特性，是提高機(jī)床動(dòng)風(fēng)度的有效措施。
2、具備靜剛度。機(jī)床床身、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、刀架和主軸箱等部件的結(jié)構(gòu)剛度將影響它他本身的幾何精度及因變形所產(chǎn)生的誤差。所有這些因素都要求數(shù)控機(jī)床具有更高的靜剛度。切削過程中的振動(dòng)不僅直接影響零件的加工精度和表面質(zhì)量，還會(huì)降低刀具壽命，影響生產(chǎn)率。而加工中心又是連續(xù)作業(yè)，不可能在加工中做人為調(diào)整（如改變切削用量或改變刀具的幾何角度）來消除或減少振動(dòng)，因此，還必須提高加工中心的動(dòng)剛度。
3、有更小的熱變形。加工中心在加工中受切削熱、摩擦熱等內(nèi)外熱源的影響，各部件將發(fā)生不同程度的熱變形，這將影響工件的加工精度。由于加工中心的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度及切削量等都大于傳統(tǒng)機(jī)床，而且工藝過程自動(dòng)化，常常是連續(xù)加工，因而產(chǎn)生的熱量也多采取有效的液冷、購冷等方法控制溫升；改善機(jī)床結(jié)構(gòu)，使構(gòu)件的熱變形發(fā)生在非誤差敏感方向上。例如臥式加工中心的立柱采用框式雙立柱結(jié)構(gòu)，左右對(duì)稱，熱變形對(duì)主軸軸線產(chǎn)生升起方向的平移，它可以由坐標(biāo)修正是進(jìn)行補(bǔ)償，減少發(fā)熱，盡可能將熱源從主機(jī)中分離出去。
4、運(yùn)動(dòng)件間的摩擦小并削除傳動(dòng)系統(tǒng)間隙。加工中心工作臺(tái)的位移量以脈沖當(dāng)量作為zui小單位，在對(duì)刀等情況下，工作臺(tái)常以極低的速度運(yùn)動(dòng)。這就要求工作臺(tái)能對(duì)數(shù)控裝置發(fā)出的指令作出準(zhǔn)確響應(yīng)，它與運(yùn)動(dòng)件的摩擦特性有關(guān)，加工中心采用滾動(dòng)導(dǎo)軌，滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌的靜摩擦力較小，并且在潤滑油的作用下，它們的摩擦力隨運(yùn)動(dòng)速度的提高而減小，這就有效地避免了低速爬行現(xiàn)象，從而使加工中心的運(yùn)動(dòng)平衡性和定位精度都有所提高。進(jìn)給系統(tǒng)中采用滾珠絲杠代替滑動(dòng)絲杠，也是基于同樣的道理。另外，采用脈沖補(bǔ)償裝置進(jìn)行螺距補(bǔ)償，削除了進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的間隙，也有的機(jī)床采用無間隙傳動(dòng)副。
5、壽命高、精度保持性好。良好的潤滑系統(tǒng)保證了立式加工中心的壽命，導(dǎo)軌、進(jìn)給絲杠及主軸部件都采用新型的耐磨材料，使加工中心在長期使用過程中能夠保持良好的精度。
6、人性化設(shè)計(jì)。加工中心采用主軸、多刀架及自動(dòng)換刀裝置，一次裝夾完成多工序的加工，節(jié)省了大量裝夾換刀時(shí)間。由于不需要人工操作，采用了封閉或半封閉式加工，使人機(jī)界面明快、干凈、協(xié)調(diào)。機(jī)床各互鎖能力強(qiáng)，可防止事故發(fā)生，改善了操作者的觀察、操作和維護(hù)條件，并設(shè)有緊急停車裝置，以避免發(fā)生意外事故，所有操作都集中在一個(gè)操作面板上，一目了然便于操作。