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加工中心的选型及配置(上)

时间:2015-06-29 14:52来源:山东海特数控机床
  本文从加工零件开始分析加工中心选型的基本要求,对加工中心的基本调研、订购、验收、安装和生产启动五个重要环节以及应当注意的问题进行了详细论述,对你今后如何选购加工中心提供参考。
  
  一、零件分析
  
  薄壁环类零件在加工中经常遇到的三大难题:
  
  1)装夹易变形;
  
  2)加工变形,加工中装夹状态下的零件尺寸与释放后的状态不一致;
  
  3)薄壁难以测量。
  
  该零件材料为铸铝(ZLCuMn),主要特点是跨距大、薄壁、易变形、加工精度要求高:2-φ90±0.01,2-φ72±0.01,同轴度φ0.01,垂直度0.01,位置度0.01。零件图及形位精度如图1所示。
 
  加工中心的零件分析
 
  图1 加工零件
  
  二、加工中心选型
  
  从以上分析可看出,该零件尺寸大,四孔的形位精度要求特别高。若采用普通镗铣床加工,精度尺寸一致性很难保证,装夹难度大,需反复找正。应此转换加工思路,采用一次装夹,一次加工完成的工艺措施来保证零件的尺寸要求。因此从该零件加工需要以及加工能力储备考虑,决定选购可立卧转换、带转台的五轴五联动机床,并针对机床制定如下主要技术要求:
      表一  机床配制要求

模块 

配置要求

名称 

数控精密坐标镗铣床,配备FANUC160i数控系统 

机床结构 

带加强筋间隔的铸铁床身,确保优良的静态和动态性能及强的刚性,结构形式采用动柱结构。 

线性轴 

X坐标轴水平导轨,行程大于800mm,定位精度小于3μ
Y坐标轴水平导轨,行程大于500mm,定位精度小于3μ
Z坐标轴水平导轨,行程大于500mm,定位精度小于3μ

导轨

导轨基准须刮研并安装超精密级预紧的循环滚珠滑枕 

滚珠丝杠 

直径大于50mm 

进给

直线轴由交流电机和滚珠丝杠驱动
进给量大于20mm/min
进给力大于1100daN

位置检测装置

XYZ轴的行程及定位依靠Heidenhain高精度光栅尺控制,分辨率小于0.0001mm(0.1μ) 

回转轴要求

AC电机驱动,摆动式B轴,电主轴,摆动范围0°~110°,液压锁定。旋转和定位控制通过高精度编码器。
定位精度:3″,平面0.004/φ300mm
分辨率:0.0001°
转速12RPM.
转矩:1200Nm
制动转矩:2500Nm

旋转工作台C轴

交流电机和蜗杆驱动,通过高精度编码器控制。
定位精度P=3″
分辨率:0.0001°
制动转矩:2500Nm
转速22RPM

主轴要求 

电机主轴带HSK-A63锥孔,用变频器驱动。
调速范围50至8000RPM
功率15KW
在100%ED时,转矩大于260Nm

刀库

快换性盘式刀库,24刀位,HSK-A63锥孔,最大刀具长度大于230mm 

外围设备

带盘和冷却泵的排屑装置
倾斜式切屑运输轮车
带油量检测并自动控制的中央润滑
内置冲淋管
电器柜空调

数控系统

10.4“彩色液晶显示屏
通过标准件盘手工输入数据(MDI)
带脉冲式手轮的操作面板
RS232串口
PCMCIA插口(储存卡)
零件程序存储128Kb
报警信息显示和历史记录
32刀具补偿位
刚性滚丝
固定加工循环
螺旋插补
坐标系转换
宏指令B
后台编辑


  一般来说,一个完整的加工中心系统主要包括:高的静/动刚度支承构件(机床的基本结构);高精度、高稳定性的主轴;高控制精度的进给系统;高精度及可靠性的 CNC 系统;高效的冷却系统;安全防护与实时监控系统等。
  
  如何有选择地购买加工中心,怎样将切削加工中心融入现有的加工机制中,还有诸多的不确定性,该方面的技术知识还很片面。应用合理、可靠的结构化程序,可以比较安全、稳妥地去选择切削机床。下面将介绍一种有组织、有步骤地购买加工中心并将其应用到现有的生产环境中去的方法,该方法包括五个阶段(如图2)。
 
  选购j加工中心的步骤
 
  图2 选购j加工中心的步骤

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