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五轴加工中心的构造


​    五轴加工中心的构造                

五轴加工中心的构造


五轴加工中心本身结构主要分为哪几部分? 


    主机部分主要是机械结构部分,包含:床身、主轴箱、工作台、底座、立柱、横梁、进给组织、刀库、换刀组织、辅助体系(气液、润滑、冷却)等。 


     操控部分包含硬件部分和软件部分。硬件部分包含:核算机数字操控设备(CNC),可编程序操控器(PLC),输出输入设备,主轴驱动设备,显示设备。软件部分包含体系程序和操控程序。


加工中心结构上的特点是: 


①机床的传动体系结构简略,传递精度高,速度快。加工中心传动设备主要有三种,即滚珠丝杠副;静压蜗杆-蜗母条;预加载荷双齿轮-齿条。它们由伺服电机直接驱动,省去齿轮传动组织,传递精度高,速度快。一般速度可达15mmin,最高可达100mmin 


②操控体系功用较全。它不光可对刀具的主动加工进行操控,还可对刀库进行操控和办理,完成刀具主动交换。有的加工中心具有多个工作台,工作台可主动交换,不光能对一个工件进行主动加工,并且可对一批工件进行主动加工。这种多工作台加工中心有的称为柔性加工单元。随着加工中心操控体系的发展,其智能化的程度越来越高,如FANUCl6体系可完成人机对话、在线主动编程,通过彩色显示器与手动操作键盘的合作,还可完成程序的输入、编辑、修正、删除,具有前台操作、后台编辑的前后台功用。加工过程中可完成在线检测,检测出的偏差可主动修正,确保首件加工一次成功,从而能够防止废品的产生。 


③主轴体系结构简略,无齿轮箱变速体系(特殊的也只保留12级齿轮传动)。主轴功率大,调速规模宽,并可无级调速。现在加工中心95%以上的主轴传动都选用沟通主轴伺服体系,速度可从1020000rmin无级变速。驱动主轴的伺服电机功率一般都很大,是一般机床的12倍,因为选用沟通伺服主轴体系,主轴电动机功率虽大,但输出功率与实际耗费的功率保持同步,不存在大马拉小车那种糟蹋电力的情况,因而其工作效率最高,从节能视点看,加工中心又是节能型的设备; 


④机床的刚度高、抗振性好。为了满足加工中心高主动化、高速度、高精度、高可靠性的要求,加工中心的静刚度、动刚度和机械结构体系的阻尼比都高于一般机床(机床在静态力效果下所表现的刚度称为机床的静刚度;机床在动态力效果下所表现的刚度称为机床的动刚度) 


⑤设置有刀库和换刀组织。这是加工中心与数控铣床和数控镗床的主要区别,使加工中心的功用和主动化加工的能力更强了。加工中心的刀库容量少的有几把,多的达几百把。这些刀具通过换刀组织主动调用和更换,也可通过操控体系对刀具寿数进行办理; 


⑥加工中心的导轨都选用了耐磨损资料和新结构,能长时间的保持导轨的精度,在高速重切削下,确保运动部件不振荡,低速进给时不爬行及运动中的高灵敏度。导轨选用钢导轨、淬火硬度≥HRC ,与导轨合作面用聚四氟乙烯贴层。这样处理的优点: 
   a.摩擦系数小; 
   b.耐磨性好; 
   c.减振消声; 
   d.工艺性好。 
所以加工中心的精度寿数比一般的机床高;


      五轴加工中心运动坐标数和一起操控的坐标数分:有三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动等。三轴、四轴是指五轴加工中心具有的运动坐标数,联动是指操控体系能够一起操控运动的坐标数,从而完成刀具相对工件的方位和速度操控。

 
      按工作台的数量和功用分:有单工作台加工中心、双工作台加工中心,和多工作台加工中心。 


      按加工精度分:有一般加工中心和高精度加工中心。一般加工中心,分辨率为1μm,最大进给速度1525mmin,定位精度lOμm左右。高精度加工中心、分辨率为0.1μm,最大进给速度为15100mmin,定位精度为2μm左右。介于2lOμm之间的,以±5μm较多,可称精密级。 


    五轴加工中心常按主轴在空间所在的状况分为立式加工中心和卧式加工中心,加工中心的主轴在空间处于笔直状况的称为立式加工中心,主轴在空间处于水平状况的称为卧式加工中心。主轴可作笔直和水平转换的,称为立卧式加工中心或五面加工中心,也称复合加工中心。按加工中心立柱的数量分;有单柱式和双柱式(龙门式)


消除公役带方位的影响 
       零件的许多尺度标注有公役,且公役带的方位不或许共同,而数控程序一般按零件概括编制,即按零件的根本尺度编制,疏忽了公役带方位的影响。这样,即使数控机床的精度很高,加工出的零件也有或许不符合其尺度公役要求。


       Ø40尺度为基轴制,Ø35尺度为基孔制过渡合作,Ø25尺度为基孔制过盈合作,3个尺度的公役带方位不同,如果编程仍按其根本尺度Ø40Ø35Ø25,而不考虑公役带方位的影响,就或许使某个尺度加工不符合要求。解决问题的办法有2种: 


1.改动根本尺度和公役带方位 即在确保零件极限尺度不变的前提下,调整根本尺度和公役带方位。一般按对称公役带调整,调整后的根本尺度及公役如图2。编程时按调整后的根本尺度进行,这样在精加工时用同一把车刀,相同的刀补值(本例加工轨道与X轴、Z轴平行,可不刀补),就可确保加工精度。当然,如果零件最终还要精加工(如精磨),为确保磨削余量充裕,也可将根本尺度稍稍加大(此时,公役带就不对称) 


2.按根本尺度编程,用半径补偿考虑公役带方位 即仍然按零件根本尺度核算和编程,使用同一车刀加工各处外圆,而在加工不同公役带方位的尺度时,选用不同的刀具半径补偿值。用这种办法,要先知道刀尖圆弧半径(此零件加工轨道与X轴、Z轴平行,可不必知道刀尖圆弧半径),所以使用不便,且只能适用于部分数控体系。

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