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教你銑床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
落地式銑鏜床的發(fā)展以其新的設(shè)計(jì)理念現(xiàn)代加工的潮流,以高速加工為理念的無鏜軸滑枕式、多種銑頭交換使用的結(jié)構(gòu)型式盡顯風(fēng)采,大有替代傳統(tǒng)銑削加工的趨勢。以兩坐標(biāo)擺角銑頭為代表的各種銑頭附件成為實(shí)現(xiàn)高速、復(fù)合加工的主要手段,其工藝性能更廣,功率更大,剛性更強(qiáng),是落地銑鏜床發(fā)展的一大突破。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
臥式鏜銑床
臥式鏜銑床的主要關(guān)鍵部件是主軸箱,安裝在立柱側(cè)面,也有少數(shù)廠家采用雙立柱的熱對稱結(jié)構(gòu),將主軸箱置于立柱中間,這種結(jié)構(gòu)zui大特點(diǎn)是剛性、平衡性、散熱性能好,為主軸箱高速運(yùn)行提供了可靠保證。但是,雙立柱結(jié)構(gòu)不便于維護(hù)保養(yǎng),是當(dāng)今采用的廠家不多的原因。主軸箱移動多通過電機(jī)驅(qū)動滾珠絲桿進(jìn)行傳動,是主軸驅(qū)動核心傳動裝置,多采用靜承支承,由伺服電機(jī)驅(qū)動滾珠絲桿進(jìn)行驅(qū)動。由于主軸轉(zhuǎn)速越來越高,主軸升溫快,已有很多廠家將采用油霧冷卻以替代油冷卻,更有效地控制主軸升溫,使其精度得到有效保證。
主軸系統(tǒng)主要有兩種結(jié)構(gòu)型式,一種是傳統(tǒng)的鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu),具有鏜深孔及大功率切削的特點(diǎn);另一種是現(xiàn)代高速電主軸結(jié)構(gòu),具有轉(zhuǎn)速高,運(yùn)行速度快,、高精的優(yōu)點(diǎn)。
高速電主軸在臥式鏜銑床上的應(yīng)用越來越多,除了主軸速度和精度大幅提高外,還簡化了主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu),縮短了制造周期,尤其是能進(jìn)行高速切削,電主軸轉(zhuǎn)速zui高可大10000r/min以上。不足之處在于功率受到限制,其制造成本較高,尤其是不能進(jìn)行深孔加工。而鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)其速度有限,精度雖不如電主軸結(jié)構(gòu),但可進(jìn)行深孔加工,且功率大,可進(jìn)行滿負(fù)荷加工,效率高,是電主軸*的。因此,兩種結(jié)構(gòu)并存,工藝性能各異,卻給用戶提供了更多的選擇。
又開發(fā)了一種可更換式主軸系統(tǒng),具有一機(jī)兩用的功效,用戶根據(jù)不同的加工對象選擇使用,即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結(jié)構(gòu)兼顧了兩種結(jié)構(gòu)的不足,還大大降低了成本。是當(dāng)今臥式鏜銑床的一大創(chuàng)舉。電主軸的優(yōu)點(diǎn)在于高速切削和快速進(jìn)給,大大提高了機(jī)床的精度和效率。
臥式鏜銑床運(yùn)行速度越來越高,快速移動速度達(dá)到25~30m/min,鏜桿zui高轉(zhuǎn)速6000r/min。而臥式加工中心的速度更高,快速移動高達(dá)50m/min,加速度5m/s2,位置精度0.008~0.01mm,重復(fù)定位精度0.004~0.005mm。
落地式銑鏜床銑刀
由于落地式銑鏜床以加工大型零件為主,銑削工藝范圍廣,尤其是大功率、強(qiáng)力切削是落地銑鏜床的一大加工優(yōu)勢,這也是落地銑鏜床的傳統(tǒng)工藝概念。而當(dāng)代落地銑鏜床的技術(shù)發(fā)展,正在改變傳統(tǒng)的工藝概念與加工方法,高速加工的工藝概念正在替代傳統(tǒng)的重切削概念,以高速、高精、帶來加工工藝方法的改變,從而也促進(jìn)了落地式銑鏜床結(jié)構(gòu)性改變和技術(shù)水平的提高。
當(dāng)今,落地式銑鏜床發(fā)展的zui大特點(diǎn)是向高速銑削發(fā)展,均為滑枕式(無鏜軸)結(jié)構(gòu),并配備各種不同工藝性能的銑頭附件。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是滑枕的截面大,剛性好,行程長,移動速度快,便于安裝各種功能附件,主要是高速鏜、銑頭、兩坐標(biāo)雙擺角銑頭等,將落地銑鏜床的工藝性能及加工范圍達(dá)到*,大大提高了加工速度與效率。
傳統(tǒng)的銑削是通過鏜桿進(jìn)行加工,而現(xiàn)代銑削加工,多由各種功能附件通過滑枕完成,已有替代傳統(tǒng)加工的趨勢,其優(yōu)點(diǎn)不僅是銑削的速度、效率高,更主要是可進(jìn)行多面體和曲面的加工,這是傳統(tǒng)加工方法無法完成的。因此,很多廠家都競相開發(fā)生產(chǎn)滑枕式(無鏜軸)高速加工中心,在于它的經(jīng)濟(jì)性,技術(shù)優(yōu)勢很明顯,還能大大提高機(jī)床的工藝水平和工藝范圍。同時(shí),又提高了加工精度和加工效率。當(dāng)然,需要各種不同型式的高精密銑頭附件作技術(shù)保障,對其要求也很高。
高速銑削給落地式銑鏜床帶來了結(jié)構(gòu)上的變化,主軸箱居中的結(jié)構(gòu)較為普遍,其剛性高,適合高速運(yùn)行。滑枕驅(qū)動結(jié)構(gòu)采用線性導(dǎo)軌,直線電機(jī)驅(qū)動,這種結(jié)構(gòu)是高速切削所必需的,國外廠家在落地式銑鏜床上都已采用,國內(nèi)同類產(chǎn)品還不多見,僅在中小規(guī)格機(jī)床上采用線性導(dǎo)軌。高速加工還對環(huán)境、安全提出了更高的要求,這又產(chǎn)生了宜人化生產(chǎn)的概念,各廠家都非常重視機(jī)床高速運(yùn)行狀態(tài)下,對人的安全保護(hù)與可操作性,將操作臺、立柱實(shí)行全封閉式結(jié)構(gòu),既安全又美觀。
工藝特點(diǎn)
傳統(tǒng)的臥式鏜銑床主要適合各種機(jī)械零件的加工,尤其是機(jī)械傳動箱體以及各種曲面體零件。由于各種裝備技術(shù)水平的提高,對機(jī)械結(jié)構(gòu)要求越來越簡化,所需傳動部件更少,特別是作為傳動箱體的零件會越來越少,機(jī)械傳動多采取直接驅(qū)動,且傳動件的精度要求非常高,這對臥式鏜銑床的工藝性能提出了更高要求。因此,作為傳統(tǒng)的鏜軸式結(jié)構(gòu)的加工對象呈減少的趨勢,將以無鏜軸式電主軸所替代,即以高速加工中心完成各種零件的加工。臥式鏜銑床向高速加工中心發(fā)展,一方面工藝適應(yīng)性更強(qiáng),另一方面也提高了性能水平和加工精度,在提高了加工工藝范圍的同時(shí),需要各種功能附件作工藝保障,既能鏜銑,又能鉆孔、攻絲,裝上數(shù)控?cái)[角銑頭附件,還能加工各種曲面體零件。配備交換式工作臺組成柔性加工單元,可對零件進(jìn)行批量加工。
落地式銑鏜床主要加工各種型面的大型、超大型零件,其工藝特點(diǎn)是配有大型落地式平臺(工作臺尺寸不受限),可加工超長、超寬的零件。同時(shí),還可配備回轉(zhuǎn)式工作臺,即能作回轉(zhuǎn)分度,還可作徑向直線運(yùn)動,通過分度完成對零件的多序加工,大大提高了工藝范圍。意大利Pama(帕瑪)公司生產(chǎn)的落地式銑鏜床專門配備了傾斜式可調(diào)角度的工作臺,進(jìn)一步拓寬了加工范圍。而大功率、切削是落地式銑鏜床的一大加工優(yōu)勢,高速、高精的技術(shù)要求越來越影響著落地式銑鏜床的技術(shù)發(fā)展,是提高落地式銑鏜床工藝水平的重要手段。因此,落地式銑鏜床正在改變單一的大功率、切削,而更多地融入高速、高精的工藝技術(shù)內(nèi)涵。滑枕式結(jié)構(gòu)成已為高速銑鏜加工的主要結(jié)構(gòu)型式,滑枕截面大,剛性高,高速運(yùn)行穩(wěn)定性好,便于裝卡各種銑頭附件以實(shí)現(xiàn)高速加工。
發(fā)展趨勢
重型機(jī)床的發(fā)展將呈現(xiàn)兩大趨勢。一方面是技術(shù)上以加工中心或大型柔性加工單元、大型組合式復(fù)合加工機(jī)床為發(fā)展方向,其中,臥式鏜銑床將逐步由高速加工中心和柔性加工單元所替代;落地式銑鏜床以發(fā)展大型組合式復(fù)合加工中心為主,即由兩臺或更多主機(jī)組合成復(fù)合加工機(jī)床,以適應(yīng)大型加工零件的單件小批量生產(chǎn),工藝復(fù)雜,輔助時(shí)間和加工周期長的特點(diǎn),往往由一臺機(jī)床很難完成所有加工工序,而由兩臺組合加工中心就*可以實(shí)現(xiàn)。如:兩臺數(shù)控龍門鏜銑床組成復(fù)合加工中心,并共用床身及導(dǎo)軌,分別配一個(gè)矩形工作臺和一個(gè)回轉(zhuǎn)工作臺(分度),可進(jìn)行鏜、銑加工;一臺落地式銑鏜床與一臺數(shù)控單柱立車組成大型復(fù)合加工中心,共用床身導(dǎo)軌,配一個(gè)落地平臺和一個(gè)回轉(zhuǎn)臺,可完成車、鏜、銑、鉆等加工,回轉(zhuǎn)臺可分度。還有兩臺大型落地銑鏜床共用床身導(dǎo)軌等多種組合形式。這樣即節(jié)約了占地面積,降低成本,也提高了加工效率。另一發(fā)展趨勢是追求精細(xì)化制造,提高裝備制造的工藝含量,體現(xiàn)機(jī)床的安全、環(huán)保及人性化的特點(diǎn)。
綜上所述,當(dāng)代臥式鏜銑床與落地式銑鏜床技術(shù)發(fā)展非常快,主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)理念的更新和機(jī)床運(yùn)行速度及制造工藝水平有很大的提高,另一方面是機(jī)床結(jié)構(gòu)變化大,新技術(shù)的應(yīng)用層出不窮。臥式鏜銑床的結(jié)構(gòu)向高速電主軸方向發(fā)展,落地式銑鏜床向滑枕式(無鏜軸)結(jié)構(gòu)方向發(fā)展,功能附件呈高速、多軸聯(lián)動、結(jié)構(gòu)型式多樣化的發(fā)展態(tài)勢,這將是今后一個(gè)時(shí)期技術(shù)發(fā)展的新趨勢。[3]?
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