加工中心的選型及配置（上）
時間:2015-06-29 14:52來源:山東海特數(shù)控機床
本文從加工零件開始分析加工中心選型的基本要求，對加工中心的基本調(diào)研、訂購、驗收、安裝和生產(chǎn)啟動五個重要環(huán)節(jié)以及應(yīng)當(dāng)注意的問題進(jìn)行了詳細(xì)論述，對你今后如何選購加工中心提供參考。
一、零件分析
薄壁環(huán)類零件在加工中經(jīng)常遇到的三大難題：
1）裝夾易變形；
2）加工變形，加工中裝夾狀態(tài)下的零件尺寸與釋放后的狀態(tài)不一致；
3）薄壁難以測量。
該零件材料為鑄鋁（ZLCuMn），主要特點是跨距大、薄壁、易變形、加工精度要求高：2－φ90±0.01，2－φ72±0.01，同軸度φ0.01，垂直度0.01，位置度0.01。零件圖及形位精度如圖1所示。
圖1 加工零件
二、加工中心選型
從以上分析可看出，該零件尺寸大，四孔的形位精度要求特別高。若采用普通鏜銑床加工，精度尺寸一致性很難保證，裝夾難度大，需反復(fù)找正。應(yīng)此轉(zhuǎn)換加工思路，采用一次裝夾，一次加工完成的工藝措施來保證零件的尺寸要求。因此從該零件加工需要以及加工能力儲備考慮，決定選購可立臥轉(zhuǎn)換、帶轉(zhuǎn)臺的五軸五聯(lián)動機床，并針對機床制定如下主要技術(shù)要求：
表一 機床配制要求
|
模塊
|
配置要求
|
|
名稱
|
數(shù)控精密坐標(biāo)鏜銑床，配備FANUC160i數(shù)控系統(tǒng)
|
|
機床結(jié)構(gòu)
|
帶加強筋間隔的鑄鐵床身，確保優(yōu)良的靜態(tài)和動態(tài)性能及強的剛性，結(jié)構(gòu)形式采用動柱結(jié)構(gòu)。
|
|
線性軸
|
X坐標(biāo)軸水平導(dǎo)軌，行程大于800mm，定位精度小于3μ
Y坐標(biāo)軸水平導(dǎo)軌，行程大于500mm，定位精度小于3μ
Z坐標(biāo)軸水平導(dǎo)軌，行程大于500mm，定位精度小于3μ
|
|
導(dǎo)軌
|
導(dǎo)軌基準(zhǔn)須刮研并安裝超精密級預(yù)緊的循環(huán)滾珠滑枕
|
|
滾珠絲杠
|
直徑大于50mm
|
|
進(jìn)給
|
直線軸由交流電機和滾珠絲杠驅(qū)動
進(jìn)給量大于20mm/min
進(jìn)給力大于1100daN
|
|
位置檢測裝置
|
XYZ軸的行程及定位依靠Heidenhain高精度光柵尺控制，分辨率小于0.0001mm（0.1μ）
|
|
回轉(zhuǎn)軸要求
|
AC電機驅(qū)動，擺動式B軸，電主軸，擺動范圍0°～110°，液壓鎖定。旋轉(zhuǎn)和定位控制通過高精度編碼器。
定位精度：3″，平面0.004/φ300mm
分辨率：0.0001°
轉(zhuǎn)速12RPM.
轉(zhuǎn)矩：1200Nm
制動轉(zhuǎn)矩：2500Nm
|
|
旋轉(zhuǎn)工作臺C軸
|
交流電機和蝸桿驅(qū)動，通過高精度編碼器控制。
定位精度P＝3″
分辨率：0.0001°
制動轉(zhuǎn)矩：2500Nm
轉(zhuǎn)速22RPM
|
|
主軸要求
|
電機主軸帶HSK－A63錐孔，用變頻器驅(qū)動。
調(diào)速范圍50至8000RPM
功率15KW
在100％ED時，轉(zhuǎn)矩大于260Nm
|
|
刀庫
|
快換性盤式刀庫，24刀位，HSK－A63錐孔，*大刀具長度大于230mm
|
|
外圍設(shè)備
|
帶盤和冷卻泵的排屑裝置
傾斜式切屑運輸輪車
帶油量檢測并自動控制的中央潤滑
內(nèi)置沖淋管
電器柜空調(diào)
|
|
數(shù)控系統(tǒng)
|
10.4“彩色液晶顯示屏
通過標(biāo)準(zhǔn)件盤手工輸入數(shù)據(jù)（MDI）
帶脈沖式手輪的操作面板
RS232串口
PCMCIA插口（儲存卡）
零件程序存儲器128Kb
報警信息顯示和歷史記錄
32刀具補償位
剛性滾絲
固定加工循環(huán)
螺旋插補
坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換
宏指令B
后臺編輯
|
一般來說，一個完整的加工中心系統(tǒng)主要包括：高的靜/動剛度支承構(gòu)件（機床的基本結(jié)構(gòu)）；高精度、高穩(wěn)定性的主軸；高控制精度的進(jìn)給系統(tǒng)；高精度及可靠性的 CNC 系統(tǒng)；高效的冷卻系統(tǒng)；安全防護(hù)與實時監(jiān)控系統(tǒng)等。
如何有選擇地購買加工中心，怎樣將切削加工中心融入現(xiàn)有的加工機制中，還有諸多的不確定性，該方面的技術(shù)知識還很片面。應(yīng)用合理、可靠的結(jié)構(gòu)化程序，可以比較安全、穩(wěn)妥地去選擇切削機床。下面將介紹一種有組織、有步驟地購買加工中心并將其應(yīng)用到現(xiàn)有的生產(chǎn)環(huán)境中去的方法，該方法包括五個階段(如圖2)。
圖2 選購j加工中心的步驟
