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2017年5月19日

加工中心立銑刀具的加工應(yīng)用 - 加工中心

用立銑刀在加工中心上加工工件，可以清楚看出刀具中心運(yùn)動(dòng)軌計(jì)與工件輪廓不重合，這是因?yàn)楣ぜ喞橇姷哆\(yùn)動(dòng)包絡(luò)形成的。立銑刀的中心稱為刀具的刀位點(diǎn)（4、5坐標(biāo)精工機(jī)床稱為刀位矢量），刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌計(jì)即代表刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。在精工加工中，是按工件輪廓尺寸編制程序，還是按刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡尺寸編制程序，這要根據(jù)具體情況來處理。在全功能精工機(jī)床中，精工系統(tǒng)有刀具補(bǔ)償功能，可按工件輪廓尺寸進(jìn)行編制程序，建立、執(zhí)行刀補(bǔ)后，精工系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算，刀位點(diǎn)自動(dòng)調(diào)整到刀具運(yùn)動(dòng)軌跡上。直接利用工件尺寸編制加工程序，刀具磨損，更換加工程序不變，因此使用簡(jiǎn)單、方便。經(jīng)濟(jì)型精工機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，售價(jià)低，在生產(chǎn)企業(yè)中有一定的擁有量。在經(jīng)濟(jì)型精工機(jī)床系統(tǒng)中，如果沒有刀具補(bǔ)償功能，只能按刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡尺寸編制加工程序，這就要求先根據(jù)工件輪廓尺寸和刀具直徑計(jì)算出刀位點(diǎn)的軌跡尺寸。因此計(jì)算量大、復(fù)雜，且刀具磨損、更換需重新計(jì)算刀位點(diǎn)的軌跡尺寸，重新編制加工程序。全功能精工機(jī)床系統(tǒng)中刀具補(bǔ)償：1.精工車床刀具補(bǔ)償精工車床刀具補(bǔ)償功能包括刀具位置補(bǔ)償和刀具圓弧半徑補(bǔ)償兩方面。在加工程序中用t功能指定，t＊＊＊x中前兩個(gè)xx為刀具號(hào)，后兩個(gè)xx為刀具補(bǔ)償號(hào)，如t0202.如果刀具補(bǔ)償號(hào)為00，則表示取消刀補(bǔ)。（1）刀具位置補(bǔ)償?shù)毒吣p或重新安裝刀具引起的刀具位置變化，建立、執(zhí)行刀具位置補(bǔ)償后，其加工程序不需要重新編制。辦法是測(cè)出每把刀具的位置并輸入到指定的存儲(chǔ)器內(nèi)，程序執(zhí)行刀具補(bǔ)償指令后，刀具的實(shí)際位置就代替了原來位置。如果沒有刀具補(bǔ)償，刀具從0點(diǎn)移動(dòng)到1點(diǎn)，對(duì)應(yīng)程序段是n60g00c45x93t0200，如果刀具補(bǔ)償是x＝3，z＝4，并存入對(duì)應(yīng)補(bǔ)償存儲(chǔ)器中，執(zhí)行刀補(bǔ)后，刀具將從0點(diǎn)移動(dòng)到2點(diǎn)，而不是1點(diǎn)，對(duì)應(yīng)程序段是n60g00x45z93t0202.（2）刀具圓弧半徑補(bǔ)償編制精工車床加工程序時(shí)，車刀刀尖被看作是一個(gè)點(diǎn)（假想刀尖p點(diǎn)），但實(shí)際上為了提高刀具的使用壽命和降低工件表面粗糙度，車刀刀尖被磨成半徑不大的圓弧（刀尖ab圓弧），這必將產(chǎn)生加工工件的形狀誤差。另一方面，刀尖圓弧所處位置，車刀的形狀對(duì)工件加工也將產(chǎn)生影響，而這些可采用刀具圓弧半徑補(bǔ)償來解決。車刀的形狀和位置參數(shù)稱為刀尖方位，用參數(shù)0～9表示，p點(diǎn)為理論刀尖點(diǎn)。（3）刀補(bǔ)參數(shù)每一個(gè)刀具補(bǔ)償號(hào)對(duì)應(yīng)刀具位置補(bǔ)償（x和z值）和刀具圓弧半徑補(bǔ)償（r和t值）共4個(gè)參數(shù)，在加工之前輸入到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器，crt上顯示。在自動(dòng)執(zhí)行過程中，精工系統(tǒng)按該存儲(chǔ)器中的x、z、r、t的數(shù)值，自動(dòng)修正刀具的位置誤差和自動(dòng)進(jìn)行刀尖圓弧半徑補(bǔ)償2.加工中心、精工銑床刀具補(bǔ)償加工中心、精工銑床的精工系統(tǒng)，刀具補(bǔ)償功能包括刀具半徑補(bǔ)償、夾角補(bǔ)償和長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)鹊毒哐a(bǔ)償功能。（1）刀具半徑補(bǔ)償（g41、g42、g40）刀具的半徑值預(yù)先存入存儲(chǔ)器hxx中，xx為存儲(chǔ)器號(hào)。執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償后，精工系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算，并使刀具按照計(jì)算結(jié)果自動(dòng)補(bǔ)償。刀具半徑左補(bǔ)償（g41）指刀具偏向編程加工軌跡運(yùn)動(dòng)方向的左方，刀具半徑右補(bǔ)償（g42）指刀具偏向編程加工軌跡運(yùn)動(dòng)方向的右方。取消刀具半徑補(bǔ)償用g40，取消刀具半徑補(bǔ)償也可用h00.使用中需注意：建立、取消刀補(bǔ)時(shí)，即使用g41、g42、g40指令的程序段必須使用g00或g01指令，不得使用g02或g03，當(dāng)?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償取負(fù)值時(shí)，g41和g42的功能互換。刀具半徑補(bǔ)償有b功能和c功能兩種補(bǔ)償形式。由于b功能刀具半徑補(bǔ)償只根據(jù)本段程序進(jìn)行刀補(bǔ)計(jì)算，不能解決程序段之間的過渡問題，要求將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性不好，c功能刀具半徑補(bǔ)償能自動(dòng)處理兩程序段刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接，可完全按照工件輪廓來編程，因此現(xiàn)代cnc精工機(jī)床幾乎都采用c功能刀具半徑補(bǔ)償。這時(shí)要求建立刀具半徑補(bǔ)償程序段的后續(xù)兩個(gè)程序段必須有指定補(bǔ)償平面的位移指令（g00、g01，g02、g03等），否則無法建立正確的刀具補(bǔ)償。（2）夾角補(bǔ)償（g39）兩平面相交為夾角，可能產(chǎn)生超程過切，導(dǎo)致加工誤差，可采用夾角補(bǔ)償（g39）來解決。使用夾角補(bǔ)償（g39）指令時(shí)需注意，本指令為非模態(tài)的，只在指令的程序段內(nèi)有效，只能在g41和g42指令后才能使用。（3）刀具長(zhǎng)度偏置（g43、g44、g49）利用刀具長(zhǎng)度偏置（g43、g44）指令可以不改變程序而隨時(shí)補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度的變化，補(bǔ)償量存入由h碼指令的存儲(chǔ)器中。g43表示存儲(chǔ)器中補(bǔ)償量與程序指令的終點(diǎn)坐標(biāo)值相加，g44表示相減，取消刀具長(zhǎng)度偏置可用g49指令或h00指令。程序段n80g43z56h05與中，假如05存儲(chǔ)器中值為16，則表示終點(diǎn)坐標(biāo)值為72mm。存儲(chǔ)器中補(bǔ)償量的數(shù)值，可用mdi或dpl預(yù)先存入存儲(chǔ)器，也可用程序段指令g10p05r16.0表示在05號(hào)存儲(chǔ)器中的補(bǔ)償量為16mm.經(jīng)濟(jì)型精工機(jī)床中刀具軌跡的計(jì)算：經(jīng)濟(jì)型精工機(jī)床系統(tǒng)，如果沒有刀具補(bǔ)償指令，則只能計(jì)算出刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡尺寸，然后按此編程，或者進(jìn)行局部補(bǔ)償加工。

2017年5月19日

?鏜床深孔加工的技巧 - 加工中心

在鏜床工序中，深孔精密加工一直是孔加工中的難題，加工周期長(zhǎng)，鉆頭、絞刀等工具損耗嚴(yán)重、而本單位產(chǎn)品的深孔工件又比較多、為此、設(shè)計(jì)新結(jié)構(gòu)的刀具和工藝系統(tǒng)是改善深孔精密加工效果的有效方法。針對(duì)材料為40Cr(調(diào)質(zhì))鋼、長(zhǎng)度為2800mm、孔經(jīng)為Φ60+0. 08 mm、表面粗糙度為Ra0.8μm、直線度為0.12mm的缸體內(nèi)孔精密加工，研制整套自導(dǎo)向鏜鉸刀及其工藝系統(tǒng)，經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，加工效果較好，具體方法如下： 1、自制導(dǎo)向鏜鉸刀自制導(dǎo)向鏜鉸刀，所用刀片材料為YW1,用楔塊壓緊在刀體上;導(dǎo)向體材料為T15（經(jīng)淬硬處理），其外圓比刀片部位略小0.04-0.06mm。刀片和導(dǎo)向套的外圓表面均需研磨，使其表面粗糙度比工件加工后的孔壁粗糙度要求至少高一級(jí)以上。導(dǎo)向體內(nèi)孔兩端有材料為ZQSn10-1的襯套，襯套內(nèi)孔與刀體為間隙配合。刀體、導(dǎo)向套、單向推力球軸承和鎖緊螺母組裝后，要求導(dǎo)向體及單向推力球軸承轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無軸向竄動(dòng)；將鏜鉸刀頂裝在偏擺儀上，用百分表檢查，其刀片部位和徑向全跳動(dòng)應(yīng)不大于0.01mm，導(dǎo)向體繞刀體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的徑向跳動(dòng)應(yīng)不大于0.02mm。鏜刀刀片的主要參數(shù)為：刃傾角λ=3°，前角γ=0°~3°，后角α=5°~8°，切削刃棱寬f1=0.05~0.08mm,導(dǎo)向刃棱寬f2=0. 2~0.25mm，鏜鉸內(nèi)孔時(shí)，刀具的斷屑性能至關(guān)重要。如果切屑經(jīng)常纏繞在鏜桿或刀具上，就可能損壞刀片，損失已加工表面，且易堵塞出油管。因此，進(jìn)行深孔鏜鉸加工時(shí)一定要保證斷屑穩(wěn)定可靠，即加工時(shí)切屑應(yīng)定向流出，先卷曲后折斷。為此需在刀片前處磨出一月牙洼狀的斷屑槽，使切屑卷成小卷，并越卷越大，直至受刀具前面和切屑表面的擠推而彎曲折斷。月牙洼槽可在工具磨床上磨制，然后用20％白泥加80％碳化硅粉用水調(diào)成糊狀作為研磨劑，用圓弧半徑為1~1.5mm的鑄鐵研磨輪研磨15~30秒鐘，即可達(dá)到要求。月牙洼槽的主要參數(shù)為：倒棱寬度f=0.55~0.85mm，槽寬B=1.3~1.5mm。鏜鉸刀開始加工時(shí)，導(dǎo)向體對(duì)刀體可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，因拉刀切削而產(chǎn)生的軸向力由單向推力球軸承承擔(dān)，導(dǎo)向體與被加工孔壁保持滾動(dòng)摩擦狀態(tài)。過去設(shè)計(jì)的鏜鉸刀沒有可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向體，而是在刀體外圓表面上布置了四處導(dǎo)向塊，由于導(dǎo)向塊太短，切削時(shí)，已加工孔壁處于滑動(dòng)摩擦狀態(tài)，導(dǎo)致孔壁不規(guī)則的周期性硬擠壓而出現(xiàn)黑色條紋，未被擠壓部位則呈現(xiàn)灰白色條紋。所以使加工后的孔壁全長(zhǎng)表面形成明暗相間、有一定寬度的環(huán)狀條紋。通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，采用可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向體后，加工后孔壁環(huán)狀條紋消失，呈現(xiàn)出均勻光滑的黑色表面。采用該鏜鉸刀加工時(shí)，切削參數(shù)為：轉(zhuǎn)數(shù)n=100~120r/min,切深t=1.5~2.5mm(單邊)，走刀量S=0.3~0.5mm/min。 2、鏜鉸孔的工藝系統(tǒng)深孔鏜鉸工藝系統(tǒng)可安裝在臥式鏜床或銑鏜床上進(jìn)行加工。首先將工件上的孔粗鉆至Φ77mm；然后用兩個(gè)V形塊裝夾工件，兩端的固定圈用螺栓與工件外圓緊固，再將端蓋、O形密封圈用內(nèi)六角螺釘與固定圈緊固，最后從右端將鏜桿連同鏜鉸刀一起送進(jìn)，鏜桿穿過襯套后，鏜桿端頭插入萬向節(jié)套，用錐銷鎖定，再把定位套連導(dǎo)套一起套上鏜鉸刀，將定位套與右端固定圈連接緊固。安裝完畢后，啟動(dòng)油泵電機(jī)，將冷卻油泵入工件內(nèi)孔，然后啟動(dòng)機(jī)床，鏜桿旋轉(zhuǎn)，開始進(jìn)行切削加工。油泵參數(shù)為：壓力8Mpa，流量121/min。冷卻液為硫化油（加入適量氯化石蠟）。冷卻油初起到冷卻刀具的作用外，還可在刀片、導(dǎo)向體與已加工孔壁之間起到潤(rùn)滑作用，可減小摩擦，并將切屑從左端出油管強(qiáng)行排除。該工藝系統(tǒng)的工件進(jìn)給方向?yàn)橄蛴乙苿?dòng)，屬拉力切削方式。與推力切削相比，其鏜桿、鏜鉸刀不承受軸向推力，故振動(dòng)明顯減小，刀片不易崩刃。刀具進(jìn)入被加工孔時(shí)，刀片的導(dǎo)向刃可起到導(dǎo)向作用，刀片導(dǎo)向刃和轉(zhuǎn)動(dòng)體始終支撐在被加工孔的孔壁上，可平衡切削產(chǎn)生的徑向切削分力，引導(dǎo)刀具順利入孔，并可增強(qiáng)鏜桿的動(dòng)態(tài) 剛度，確保已加工孔的軸線不偏向，從而提高深孔的直線度。刀片導(dǎo)向刃的另一作用是對(duì)孔壁起到擠壓作用。在加工中，導(dǎo)向刃在切削力作用下，擠壓被加工孔的孔壁，使其產(chǎn)生劇烈的彈塑性變形，從而熨平因切削加工形成的表面刀紋，降低孔的表面粗糙度。此外，在導(dǎo)向刃與孔壁的強(qiáng)擠壓接觸區(qū)，擠壓高溫很高，可使金屬發(fā)生相變。由于導(dǎo)向刃的作用，導(dǎo)致孔壁附件金屬層里的金相纖維拉長(zhǎng)，晶格畸變。在充分冷卻潤(rùn)滑條件下，表層金屬急劇冷卻形成冷作硬化層，并在孔的表層金屬基體內(nèi)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，從而提高了孔壁表層的金屬?gòu)?qiáng)度。由此可知。深孔加工的質(zhì)量并非只取決于刀具切削刃的加工狀況，而是與刀刃的切削，導(dǎo)向刃的表面擠壓及導(dǎo)向體的支承等均有很大關(guān)系。在深孔加工中，由于鏜桿較細(xì)長(zhǎng)，其扭轉(zhuǎn)振動(dòng)將直接影響加工精度，刀具耐用度和切削效率。如果有效控制鏜桿振動(dòng)，即可提高深孔加工精度。為此、研制的自導(dǎo)向鏜鉸刀上右切削刃、導(dǎo)向刃和滾動(dòng)導(dǎo)向體，工件左端又有襯套可支承鏜桿，并采用拉力切削方式，從而有效解決了鏜桿振動(dòng)問題，提高了深孔加工精度和孔壁表面質(zhì)量。 3、實(shí)際加工效果采用自導(dǎo)向鏜鉸刀及其工藝系統(tǒng)對(duì)缸體孔進(jìn)行加工后，經(jīng)檢測(cè)，工件孔壁表面呈現(xiàn)均勻的黑色光亮表面，表面粗糙度可達(dá)Ra0.8μm,孔的尺寸偏差范圍為0.02~0.05mm，孔的直線度用止、通量規(guī)檢驗(yàn)合格。進(jìn)一步采用測(cè)微法測(cè)量孔的直線度：先將工件孔調(diào)平，在孔的端口將指示器從端口探入孔中約300mm，經(jīng)測(cè)量若干截面后，取其******誤差值作為直線度誤差，測(cè)量結(jié)果小于0.02mm，全長(zhǎng)直線度誤差值小于0.08mm。刀具耐用度可加工4個(gè)工件。每加工完一件工件后，必須用金剛石、油石精研刀片刃口，若發(fā)現(xiàn)刀片崩刃且經(jīng)研磨無效時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換刀片。再加工過程中，若出現(xiàn)斷屑不良或因切屑堵塞造成加工中斷，應(yīng)及時(shí)退出刀具進(jìn)行清理。此外，斷屑槽的磨制質(zhì)量也直接影響斷屑效果，因此應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求磨制斷屑槽。此項(xiàng)成果在企業(yè)所有產(chǎn)品零件深孔加工中廣為應(yīng)用，效果顯著，在提高效率的基礎(chǔ)上，合格率達(dá)99%。

2017年5月19日

落地鏜銑與臥式銑床 - 加工中心

臥式鏜銑床的發(fā)展以其注入加速度概念而倍受關(guān)注，為高速運(yùn)行作技術(shù)支撐的傳動(dòng)元件電主軸、直線電機(jī)、線性導(dǎo)軌等得到廣泛應(yīng)用，將機(jī)床的運(yùn)行速度推向了新的高度。而主軸可更換式臥式鏜銑加工中心的創(chuàng)新設(shè)計(jì)解決了電主軸與鏜桿移動(dòng)伸縮式結(jié)構(gòu)各存利弊的不足，具有復(fù)合加工與一機(jī)兩用的功效，也是臥式鏜銑床的一大技術(shù)創(chuàng)新。落地式銑鏜床的發(fā)展以其新的設(shè)計(jì)理念引領(lǐng)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(shì)。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、高效復(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)，是落地鏜銑床發(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(duì)稱結(jié)構(gòu)，將主軸箱置于立柱中間，這種結(jié)構(gòu)******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(dòng)多通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠進(jìn)行傳動(dòng)，是主軸驅(qū)動(dòng)核心傳動(dòng)裝置，多采用靜壓軸承支承，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由于主軸轉(zhuǎn)速越來越高，主軸升溫快，現(xiàn)在，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，高效、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(jiǎn)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)速最高可大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，是電主軸無法比擬的。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。現(xiàn)在，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(duì)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(dòng)速度達(dá)到25~30m/min，鏜桿最高轉(zhuǎn)速6000r/min。而臥式加工中心的速度更高，快速移動(dòng)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(shì)，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、高效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******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(zhǎng)，移動(dòng)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)到極致，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(shì)，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，現(xiàn)在，很多廠家都競(jìng)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(shì)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(duì)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(dòng)結(jié)構(gòu)采用線性導(dǎo)軌，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)是高速切削所必需的，國(guó)外廠家在落地式銑鏜床上都已采用，國(guó)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(duì)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(duì)人的安全保護(hù)與可操作性，將操作臺(tái)、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(dòng)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(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)要求越來越簡(jiǎn)化，所需傳動(dòng)部件更少，特別是作為傳動(dòng)箱體的零件會(huì)越來越少，機(jī)械傳動(dòng)多采取直接驅(qū)動(dòng)，且傳動(dòng)件的精度要求非常高，這對(duì)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(duì)象呈減少的趨勢(shì)，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，裝上精工擺角銑頭附件，還能加工各種曲面體零件。配備交換式工作臺(tái)組成柔性加工單元，可對(duì)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(tái)（工作臺(tái)尺寸不受限），可加工超長(zhǎng)、超寬的零件。同時(shí)，還可配備回轉(zhuǎn)式工作臺(tái)，即能作回轉(zhuǎn)分度，還可作徑向直線運(yùn)動(dòng)，通過分度完成對(duì)零件的多序加工，大大提高了工藝范圍。現(xiàn)在，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(tái)，進(jìn)一步拓寬了加工范圍。而大功率、高效切削是落地式銑鏜床的一大加工優(yōu)勢(shì)，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、高效切削，而更多地融入高速、高精的工藝技術(shù)內(nèi)涵。現(xiàn)在，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。落地式的X行程上有很大優(yōu)勢(shì)，在加工重型工件時(shí)，更能達(dá)到一次裝夾就出產(chǎn)品。臥式的精度穩(wěn)定性比較好，操作更靈活，小型件加工工效高。******的區(qū)別就是X行程，僅此而已。

2017年5月19日

?五軸加工中心的動(dòng)態(tài)測(cè)定和調(diào)整方法： - 加工中心

五軸機(jī)床對(duì)機(jī)床裝備制造業(yè)意義非凡，RTCP功能是衡量五軸機(jī)床性能的重要指標(biāo)。在執(zhí)行RTCP過程中，由于旋轉(zhuǎn)軸的加入，需要對(duì)直線軸進(jìn)行非線性補(bǔ)償，因此旋轉(zhuǎn)軸和直線軸的伺服動(dòng)態(tài)特性需要進(jìn)行測(cè)定和調(diào)整，才能保證加工動(dòng)態(tài)精度。本文對(duì)RTCP原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，設(shè)計(jì)了一種五軸動(dòng)態(tài)精度測(cè)定算法，通過該算法對(duì)五軸機(jī)床的5個(gè)伺服軸特性進(jìn)行了強(qiáng)弱排序，從而對(duì)伺服參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。以五軸葉輪加工為例，將伺服參數(shù)調(diào)整前后所加工的葉輪的加工質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，證明該方法取得了較好的效果。關(guān)鍵字：RTCP；五軸動(dòng)態(tài)精度；伺服不匹配度 Abstract: Five-axis machine is significant for tool equipment manufacturing industry, and the function of RTCP is a very important reference to evaluate the performance of a five-axis machine tool. During the process with the RTCP function turning on, it needs a nonlinear position compensation for the linear axes because of the rotary axes, so the ability of servo following of the linear axes and rotary axes is required to guarantee the processing dynamic precision. In this paper, the principle of RTCP is introduced and a kind of five-axis dynamic precision measurement algorithm is designed. According to the algorithm ,the five axes are ordered, which helps to optimize and adjust the servo parameters . Taking five axis impeller machining as an example, the machining quality of the impellersis compared before and after the adjustment of the servo parameters, and it shows that the better results are obtained. Keywords: RTCP; five-axis dynamic precision; servo dismatching degree 五軸精工機(jī)床比原有的三軸精工機(jī)床擁有更多優(yōu)點(diǎn)，如加工復(fù)雜曲面、減少加工工序從而提高加工效率。但是由于旋轉(zhuǎn)軸的存在，在執(zhí)行RTCP過程中，旋轉(zhuǎn)軸和直線軸會(huì)進(jìn)行非線性運(yùn)動(dòng)，因此需要對(duì)五軸機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行控制，其動(dòng)態(tài)精度成為影響加工精度的主要原因之一。五軸精工機(jī)床動(dòng)態(tài)精度主要源于伺服系統(tǒng)加減速響應(yīng)性能、零件受力變形、刀具振動(dòng)、主軸轉(zhuǎn)速、機(jī)床進(jìn)給大小等] 1[。按照常規(guī)的伺服匹配測(cè)定方法無法準(zhǔn)確對(duì)直線軸和旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)匹配，五軸動(dòng)態(tài)精度測(cè)定方法以RTCP功能特性為基礎(chǔ)，建立直線軸和旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)模型，通過測(cè)定后的結(jié)果為依據(jù)，來調(diào)整五軸精工機(jī)床的伺服參數(shù)，使伺服系統(tǒng)達(dá)到更好的狀態(tài)，從而提高五軸聯(lián)動(dòng)精工機(jī)床的動(dòng)態(tài)精度，提高機(jī)床的加工精度。 1. RTCP原理介紹 RTCP是Rotation Around Tool Center Point的英文縮寫，即圖1中刀具中心點(diǎn)編程。啟用RTCP，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算并保持刀具中心始終在編程的XYZ位置上，刀具中心始終在編程坐標(biāo)系中，轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)每個(gè)運(yùn)動(dòng)都會(huì)被編程坐標(biāo)系XYZ的直線位移所補(bǔ)償] 2[。使用RTCP，可以直接編程刀具中心的軌跡，而不用考慮五軸機(jī)床結(jié)構(gòu)參數(shù)，大大簡(jiǎn)化了五軸工藝編程和提高了加精度。 2. RTCP動(dòng)態(tài)精度測(cè)定原理在三坐標(biāo)機(jī)床中，經(jīng)常采用圓度測(cè)試來檢測(cè)任意直線軸間的動(dòng)態(tài)特性是否匹配，但在五坐標(biāo)機(jī)床運(yùn)動(dòng)過程中，由于旋轉(zhuǎn)軸的加入，必須在每個(gè)插補(bǔ)點(diǎn)對(duì)旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)而帶來的直線軸偏差進(jìn)行非線性補(bǔ)償，因此也必須對(duì)旋轉(zhuǎn)軸和直線軸間的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行伺服匹配。由于旋轉(zhuǎn)軸和直線軸的控制單位不一樣，不能像直線軸那樣直接采用圓度測(cè)試，采用本方法，可以對(duì)五個(gè)軸的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行測(cè)試和排序，從而為伺服參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)。

2017年5月19日

數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)冷卻技術(shù) - 加工中心

滾珠絲杠副處于進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的末級(jí)，起到精密傳動(dòng)和定位的作用，是精工機(jī)床和加工中心的關(guān)鍵部件，它的傳動(dòng)誤差將直接影響到機(jī)床的定位精度。在滾珠絲杠高速化后，由于存在滾珠之間、滾珠與滾道以及兩端支撐軸承和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)多處摩擦作用，滾珠絲杠溫升不可避免。而且滾珠絲杠為細(xì)長(zhǎng)件，溫升會(huì)降低絲杠的軸向剛度并造成絲杠熱伸長(zhǎng)，影響定位精度。從設(shè)計(jì)方面改善滾珠絲杠的熱特性主要采用3種方式。1）將絲杠預(yù)拉伸，預(yù)拉伸量可略大于熱伸長(zhǎng)量，以提高絲杠的軸向剛度和減小絲杠啟動(dòng)和停止瞬間彈性變形。2）加大散熱的強(qiáng)制冷卻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如空心絲杠、螺母冷卻結(jié)構(gòu)和支撐軸承的冷卻結(jié)構(gòu)。3）選擇合適黏度指數(shù)的潤(rùn)滑油及充分供油以減小摩擦力矩。導(dǎo)軌發(fā)熱使導(dǎo)軌產(chǎn)生膨脹變長(zhǎng)和微翹等變形，這將直接導(dǎo)致機(jī)床加工刀具分支的扭轉(zhuǎn)和傾斜，從而影響加工精度。導(dǎo)軌發(fā)熱是因?yàn)閮蓚€(gè)滑塊在導(dǎo)軌上的直線運(yùn)動(dòng)摩擦所致。這兩個(gè)移動(dòng)熱源發(fā)熱量由承載壓力和滑塊移動(dòng)速度決定。傳統(tǒng)導(dǎo)軌的散熱方式主要有兩種方式，即自然對(duì)流（導(dǎo)軌外表面與空氣之間的熱交換）和導(dǎo)軌表面使用潤(rùn)滑脂（油）進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻。近年來，在一些機(jī)床上出現(xiàn)了新的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，導(dǎo)軌內(nèi)部設(shè)計(jì)有冷卻循環(huán)孔道，并產(chǎn)生了導(dǎo)軌鑲注冷卻水管工藝等相關(guān)工藝技術(shù)。除上述機(jī)床關(guān)鍵零部件冷卻技術(shù)外，對(duì)于整個(gè)機(jī)床或關(guān)鍵部件可采用熱源溫度場(chǎng)平衡技術(shù)，利用人工熱源，促使機(jī)床縮短溫升平衡過程，減少加工過程中溫升場(chǎng)變化，以達(dá)到穩(wěn)定熱態(tài)加工精度的目的。上述冷卻方式設(shè)計(jì)好以后，基本都是以固定參數(shù)運(yùn)行，實(shí)際上如何根據(jù)環(huán)境與加工工況的溫度變化調(diào)整冷卻工質(zhì)的參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)控制的智能化仍是一個(gè)沒有解決的問題。

2017年5月19日

數(shù)控加工誤差的原因及措施 - 加工中心

一、當(dāng)用試切法對(duì)刀時(shí)，對(duì)刀誤差主要來源于試切工件之后的測(cè)量誤差和操作過程中目測(cè)產(chǎn)生的誤差。二、當(dāng)使用對(duì)刀儀對(duì)刀鏡對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀時(shí)，誤差主要未源于儀器的制造安裝和測(cè)量誤差，另外使用儀器的技巧欠佳也會(huì)造成誤差。三、測(cè)量刀具時(shí)是在靜態(tài)下進(jìn)行的，而加工過程是動(dòng)態(tài)的，同時(shí)要受到切削力和振動(dòng)外力的影響，使得加工出來的尺寸和預(yù)調(diào)尺寸不一致此項(xiàng)誤差的大小決定于刀具的質(zhì)量和動(dòng)態(tài)剛度。四、在對(duì)刀過程中，大多時(shí)候要執(zhí)行機(jī)床回參考點(diǎn)的操作，在此過程中可能會(huì)發(fā)生零點(diǎn)漂移而導(dǎo)致回零誤差，從而產(chǎn)生對(duì)刀誤差。五、機(jī)床內(nèi)部都有測(cè)量裝置，最小度量單位的大小也與誤差有關(guān)一般說來，最小度量單位大的測(cè)裝置其誤差就大，最小度量單位小的測(cè)量裝置其誤差就小減小對(duì)刀誤差的主要措施有：（一）當(dāng)用試切法對(duì)刀時(shí)，操作要細(xì)心對(duì)刀后還要根據(jù)刀具所加工零件的實(shí)際尺寸和編程尺寸之間的誤差來修正刀具補(bǔ)償值，還要考慮機(jī)床重復(fù)定位精度對(duì)對(duì)刀精度的影響以及刀位點(diǎn)的安裝高度對(duì)對(duì)刀精度的影響。（二）當(dāng)使用儀器對(duì)刀時(shí)，要注意儀器的制造安裝和測(cè)量精度要掌握使用儀器的正確方法。（三）選擇刀具時(shí)要注意刀具的質(zhì)量和動(dòng)態(tài)剛度。（四）定期檢查精工機(jī)床零點(diǎn)漂移情況，注意及時(shí)調(diào)整機(jī)床通過采用試切法與近似定值法法對(duì)零件進(jìn)行加工,每種方法均加工五個(gè)零件分別測(cè)量其軸向尺寸與其中一個(gè)徑向尺寸，求尺寸偏差絕對(duì)值的平均值，平均值大的那一組工件說明其對(duì)刀誤差較大如果零件的軸向尺寸精度要求高的話，不要用手動(dòng)測(cè)量的試切對(duì)刀，因?yàn)闇y(cè)量時(shí)的人為誤差難以避免，可用系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量的那種試切對(duì)刀方法，不過也要看系統(tǒng)測(cè)量精度是否與需要保證的尺寸精度如果零件的徑向尺寸要求較高，盡量不要用近似定值法對(duì)刀，此對(duì)刀方法很難保證刀剪準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)工件旋轉(zhuǎn)中心不過這種方法對(duì)刀零件的軸向尺寸不會(huì)有太大的誤差，因?yàn)閷?duì)刀時(shí)的軸向尺寸是系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量的，避免了人為誤差的介入。

2017年5月19日

數(shù)控加工技術(shù)的八種境界， - 加工中心

精工加工技術(shù)的八種境界，你能到達(dá)第幾步？境界一簡(jiǎn)單CNC加工編程補(bǔ)師會(huì)使用坐標(biāo)系統(tǒng)，知道加工坐標(biāo)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)的關(guān)系。熟悉二維刀路，熟悉等高，平行加工，三維等距加工，會(huì)分割淺面陡面，了解公差與留量關(guān)系，（金屬加工真不錯(cuò)）了解加工面邊界的計(jì)算，了解淺陡面分割線計(jì)算，了解表面粗糙度的控制方法。會(huì)三種控制系統(tǒng)的后處理方法，熟悉ISO代碼，會(huì)手工編程。了解模具結(jié)構(gòu)，會(huì)拆銅公。熟悉常用刀具的切削參數(shù)。熟悉切削材料的硬度對(duì)參數(shù)的影響。勉強(qiáng)能寫出來完整刀路，對(duì)二次開粗無法控制，對(duì)光刀理解不深刻。懂的軟件只是表達(dá)思想的工具，愿意對(duì)金屬切削工藝、刀具、材料、產(chǎn)品和模具本身去深入學(xué)習(xí)。境界二簡(jiǎn)單CNC編程員在“一”基礎(chǔ)上，有過一個(gè)月的經(jīng)驗(yàn)，基本能完整鑼出來軟料的加工，如銅公，尺寸基本準(zhǔn)確。基本能加工出來簡(jiǎn)單的二維鋼料并熟悉流程，能把誤差控制在一個(gè)絲之內(nèi)。境界三初級(jí)的CNC編程員在“一”“二”基礎(chǔ)上，能夠邊寫邊對(duì)著加工結(jié)果寫出下一個(gè)刀路，刀路基本能夠準(zhǔn)確切削到想要切削的高度或外形處。空刀比較小。刀路的節(jié)奏感比較若。刀路繁瑣，思路不是很清晰，重復(fù)的浪費(fèi)的地方很多。境界四需要模具工程師帶領(lǐng)工作在前三種高度上，能夠獨(dú)立不看機(jī)床加工結(jié)果，不出大問題，寫出三維刀路，順利后處理出來，并在斷電等情況下修改好程序。基本不能獨(dú)立分模，需要依賴模具工程師或者模具結(jié)構(gòu)2D圖紙。對(duì)刀具反彈，斷刀，過切，角落問題，光不到位等情況有一定了解。空刀仍然比較多。但對(duì)軟件參數(shù)了解已經(jīng)比較深入。境界五基本能夠獨(dú)立工作，但是速度較慢軟件操作比較熟練，但速度不是很快，能獨(dú)立分出來簡(jiǎn)單的包括五種基本模具結(jié)構(gòu)的模具，能夠鑼簡(jiǎn)單手辦。問題不多，加工基本到位，但是加工效果一般，不是很漂亮。留量不均勻，兩刀路接口不順，拋光難度大。境界六基本能夠熟練工作軟件熟練，快捷鍵熟練，操作行云流水，了解模具裝配，知道加工面的留量如何配合模具的裝配，知道加工面的留量導(dǎo)致的產(chǎn)品問題并進(jìn)而導(dǎo)致的產(chǎn)品將來的裝配問題，知道如何保守加工以防止未來出現(xiàn)的模具裝配和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和裝配問題。熟悉數(shù)據(jù)的安全。知道如何加工六面均需要加工的制品的定位。對(duì)容易變形的銅公筋，鋼料懂的如何下刀。對(duì)用銑床半開粗過的模具，了解如何測(cè)繪殘料，節(jié)省時(shí)間或防止撞刀。境界七能夠獨(dú)立處理問題　　能夠面對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的問題，主動(dòng)更改產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以滿足模具結(jié)構(gòu)和加工的合理性。能準(zhǔn)確計(jì)算加工時(shí)間，能夠面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行CNC加工的報(bào)價(jià)。對(duì)設(shè)計(jì)費(fèi)用、加工費(fèi)用計(jì)算準(zhǔn)確。擅長(zhǎng)與客戶溝通。能夠出線切割圖紙。出銅公定位圖紙。會(huì)拆不復(fù)雜的銅公。境界八能夠有效溝通各部門做出處理,并有大公司的工作經(jīng)驗(yàn)軟件熟悉，能夠拆出復(fù)雜的銅公，能對(duì)銅公進(jìn)行定料，熟悉銅公的避空，幾個(gè)銅公的整合制作以降低材料成本，并出定位圖。會(huì)做旋轉(zhuǎn)體的銅公。會(huì)修補(bǔ)由于數(shù)據(jù)輸入和輸出導(dǎo)致的變形。（金屬加工真不錯(cuò)）熟悉模具價(jià)格，模架定制，頂針位置，熱流道。在一定高度上控制整個(gè)從產(chǎn)品零件到裝配到變形到模具的思路及過程中遇到的各種問題。熟悉模具坐標(biāo)與裝配坐標(biāo)系統(tǒng)在圖紙中的表達(dá)，使公司各個(gè)部門之間能夠充分共享數(shù)據(jù)，能夠快速反映出零件裝配與模具定位關(guān)系，快速查出關(guān)鍵尺寸，明確在工程圖中需要表達(dá)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，知道那些不需要表達(dá)。

2017年5月19日

臥式加工中心基本結(jié)構(gòu)及用途 - 加工中心

臥式加工中心是最常用的精工機(jī)床之一，其技術(shù)含量高，是精工機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志性產(chǎn)品之一。臥式加工中心主要通過精工系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)裝置控制機(jī)床基本運(yùn)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)的主要特征是主軸水平設(shè)置，通常由3-5個(gè)運(yùn)動(dòng)部件（主軸箱、工作臺(tái)、立柱或主軸套等）組成。在臥式加工中心上設(shè)置自動(dòng)交換工作臺(tái)，構(gòu)成柔性制造單元（FMC），實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)交換，即在加工的同時(shí)可進(jìn)行另一個(gè)工件裝卸。加工工件經(jīng)一次裝夾后，完成多工序自動(dòng)加工，自動(dòng)選擇及更換刀具，自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具與工件的運(yùn)動(dòng)軌跡變化以及自動(dòng)實(shí)現(xiàn)其它輔助功能。臥式加工中心適用于零件形狀比較復(fù)雜和精度要求高的產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，特別是箱體和復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的加工。在汽車、航空航天、船舶和發(fā)電等行業(yè)被大量用于復(fù)雜零件的精密和高效加工。目前，國(guó)產(chǎn)臥式加工中心的水平有很大提高，可以達(dá)到一般零件的高速、精密加工，基本上可以滿足用戶需求，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，在精度、效率、智能化和可靠性等方面上尚有差距，因此，目前高檔臥式加工中心進(jìn)口量較大。

2017年5月19日

鈦合金加工技巧 - 加工中心

圓刀片銑刀適用于銑削鈦金屬，因?yàn)樗鼈兊闹髌强蛇m當(dāng)變化。只要為這些銑刀配備專用刀片并應(yīng)用正確的切削參數(shù)，一般情況下就能提高穩(wěn)定性和總體性能。每齒進(jìn)給量應(yīng)設(shè)定最小值，這一點(diǎn)至關(guān)重要。---鈦合金銑削需要合適條件與其他大多數(shù)金屬材料加工相比，鈦加工不僅要求更高，而且限制更多。這是因?yàn)殁伜辖鹚哂械囊苯鹛匦院筒牧蠈傩钥赡軙?huì)對(duì)切削作用和材料本身產(chǎn)生嚴(yán)重影響。但是，如果選擇適當(dāng)?shù)牡毒卟⒄_加以使用，并且按照鈦加工要求將機(jī)床和配置優(yōu)化到******狀態(tài)，那么就完全可以滿足這些要求，并獲得令人滿意的高性能和完美結(jié)果。傳統(tǒng)鈦金屬加工過程中碰到的許多問題并非不可避免，只要克服鈦屬性對(duì)加工過程的影響，就能取得成功。鈦的各種屬性使之成為具有強(qiáng)大吸引力的零件材料，但其中許多屬性同時(shí)也影響著它的可加工性。鈦具備優(yōu)良的強(qiáng)度-重量比，其密度通常僅為鋼的60％。鈦的彈性系數(shù)比鋼低，因此質(zhì)地更堅(jiān)硬，撓曲度更好。鈦的耐侵蝕性也優(yōu)于不銹鋼，而且導(dǎo)熱性低。這些屬性意味著鈦金屬在加工過程中會(huì)產(chǎn)生較高和較集中的切削力。它容易產(chǎn)生振動(dòng)而導(dǎo)致切削時(shí)出現(xiàn)震顫；并且，它在切削時(shí)還容易與切削刀具材料發(fā)生反應(yīng)，從而加劇月牙洼磨損。此外，它的導(dǎo)熱性差，由于熱主要集中在切削區(qū)，因此加工鈦金屬的刀具必須具備高熱硬度。穩(wěn)定性是成功的關(guān)鍵所在某些機(jī)加工車間發(fā)現(xiàn)鈦金屬難以有效加工，但這種觀點(diǎn)并不代表現(xiàn)代加工方法和刀具的發(fā)展趨勢(shì)。之所以困難，部分是因?yàn)殁伣饘偌庸な切屡d工藝，缺少可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。此外，困難通常與期望值及操作者的經(jīng)驗(yàn)相關(guān)，特別是有些人已經(jīng)習(xí)慣了鑄鐵或低合金鋼等材料的加工方式，這些材料的加工要求一般很低。相比之下，加工鈦金屬似乎更困難些，因?yàn)榧庸r(shí)不能采用同樣的刀具和相同的速率，并且刀具的壽命也不同。即便與某些不銹鋼相比，鈦金屬加工的難度也仍然要高。我們固然可以說，加工鈦金屬必須采取不同的切削速度和進(jìn)給量以及一定的預(yù)防措施。其實(shí)與大多數(shù)材料相比，鈦金屬也是一種完全可直接加工的材料。只要鈦工件穩(wěn)定，裝夾牢固，機(jī)床的選擇正確，動(dòng)力合適，工況良好，并且配備具有較短刀具懸伸的ISO 50主軸，則所有問題都會(huì)迎刃而解——只要切削刀具正確的話。但在實(shí)際銑削加工中，鈦金屬加工所需的條件不容易全部滿足，因?yàn)槔硐氲姆€(wěn)定條件并不總是具備。此外，許多鈦零件的形狀復(fù)雜，可能包含許多細(xì)密或深長(zhǎng)的型腔、薄壁、斜面和薄托座。要想成功加工這樣的零件，就需要使用大懸伸、小直徑刀具，這都會(huì)影響刀具穩(wěn)定性。在加工鈦金屬時(shí)，往往更容易出現(xiàn)潛在的穩(wěn)定性問題。　　必須考慮振動(dòng)和熱非理想環(huán)境還包含其它因素，其中之一就是，大多數(shù)精工機(jī)床目前裝配的是IS0 40主軸。如果高強(qiáng)度地使用精工機(jī)床，就無法長(zhǎng)時(shí)間保持新刀狀態(tài)。此外，如果零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的話，通常就不易有效夾緊。當(dāng)然挑戰(zhàn)還不止于此，切削工序有時(shí)必須用于全槽銑、側(cè)削或輪廓銑削，所有這些都有可能(但并非必定)產(chǎn)生振動(dòng)及形成較差的切削條件。重要的是，在設(shè)定精工機(jī)床時(shí)，必須始終注意提高穩(wěn)定性以避免振動(dòng)趨勢(shì)。振動(dòng)會(huì)造成刀刃崩碎、刀片損壞并產(chǎn)生不可預(yù)見和不一致的結(jié)果。一種改進(jìn)措施便是采用多級(jí)夾緊，使零件更靠近主軸以有助于抵消振動(dòng)。由于鈦金屬在高溫下仍能保持其硬度和強(qiáng)度，因而切削刃會(huì)遭遇高作用力和應(yīng)力，再加上切削區(qū)中產(chǎn)生的高熱，就意味著很可能出現(xiàn)加工硬化，這會(huì)導(dǎo)致某些問題產(chǎn)生，特別是不利于后續(xù)切削工序。因此，選擇******的可轉(zhuǎn)位刀片牌號(hào)和槽形是加工能否取得成功的關(guān)鍵。過去的歷史證明，細(xì)晶粒非涂層刀片牌號(hào)非常適用于鈦金屬加工；如今，具有PVD鈦涂層的刀片牌號(hào)更可大大改進(jìn)性能。精度、條件和正確的切削參數(shù)刀具軸向和徑向上的跳動(dòng)精度也很重要。例如，如果未將刀片正確地安裝到銑刀中，則銑刀周圍的切削刃會(huì)迅速損壞。在切削鈦金屬時(shí)，其它一些因素，例如刀具制造公差不良、磨損和刀具受損、刀柄有缺陷或質(zhì)量差、機(jī)床主軸磨損等等，都會(huì)在很大程度上影響到刀具壽命。觀察結(jié)果表明，在所有加工表現(xiàn)不佳的案例中，80％都是由這些因素所造成。盡管大多數(shù)人喜歡選用正前角槽形刀具，但事實(shí)上稍帶負(fù)前角槽形的刀具能以更高的進(jìn)給去除材料，并且每齒進(jìn)給量可達(dá)0.5mm。但是這同時(shí)也意味著必須保持******穩(wěn)定狀態(tài)，即機(jī)床應(yīng)非常堅(jiān)固，且裝夾應(yīng)極其穩(wěn)定。除進(jìn)行插銑(最好使用圓刀片)之外，應(yīng)盡量避免使用90主偏角，這樣做通常有助于提高穩(wěn)定性和獲得總體性能，當(dāng)在淺切深下使用時(shí)尤應(yīng)如此，在進(jìn)行深腔銑時(shí)，一種值得推薦的做法是通過刀具接柄而使用長(zhǎng)度可變的刀具，而不是在整個(gè)工序中使用單一長(zhǎng)度的長(zhǎng)刀具。調(diào)整切削參數(shù)以克服因降低每齒進(jìn)給量而引起的振動(dòng)是傳統(tǒng)的解決方法，但這種方法并不恰當(dāng)，因?yàn)樗鼤?huì)對(duì)刀具壽命和切削性能產(chǎn)生災(zāi)難性影響。可轉(zhuǎn)位刀片需要一定量的切削刃倒圓，以增加切削刃強(qiáng)度和獲得更好的涂層粘附力。在銑削鈦金屬時(shí)，要求刀具至少以最小的進(jìn)給量工作——通常為每齒0.1mm。如果扔有振動(dòng)趨勢(shì)，則刀片損壞或刀具壽命縮短問題將不可避免。可能的解決方法包括精確計(jì)算每齒進(jìn)給量，并確保它至少為0.1mm。另外也可降低主軸轉(zhuǎn)速，以達(dá)到最初的進(jìn)給率。如果使用最小的每齒進(jìn)給量，而主軸轉(zhuǎn)速卻不正確，則對(duì)刀具壽命的影響可高達(dá)95%。降低主軸轉(zhuǎn)速通常可提高刀具壽命。　　一旦確立了穩(wěn)定工況，就可相應(yīng)地提高主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量來獲得******性能。另一種做法是從銑刀中取出一些刀片或選擇含刀片較少的銑刀。

2017年5月19日

我國(guó)重型數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 - 加工中心

重型精工機(jī)床主要用于大型、特大型精密零件加工，是為國(guó)防軍工、航空航天、船舶、能源（火電、水電、核電、風(fēng)力發(fā)電）、交通運(yùn)輸（鐵路、汽車）、冶金、工程機(jī)械等主要工業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)以及國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目服務(wù)。目前，中國(guó)自主開發(fā)研制的重型機(jī)床和超重型機(jī)床產(chǎn)品基本滿足了一些國(guó)家重點(diǎn)工程需要，并多次創(chuàng)造出極限規(guī)格的世界之最。　　如中國(guó)已經(jīng)制造出加工直徑25m的超重型精工立式銑車床，鏜桿直徑320mm的落地式銑鏜床，加工寬度為10m以上的精工龍門鏜銑床，回轉(zhuǎn)直徑在5000mm以上的精工重型臥式車床等一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而且技術(shù)水平已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平的重型機(jī)床系列產(chǎn)品。發(fā)展中的國(guó)內(nèi)外重型精工機(jī)床面對(duì)其他品種機(jī)床市場(chǎng)在金融危機(jī)下的快速下跌，重型機(jī)床市場(chǎng)幾乎沒有受到影響，這個(gè)誘因使許多機(jī)床廠家紛紛轉(zhuǎn)向市場(chǎng)較好的大重型機(jī)床市場(chǎng)。原因就是在重型機(jī)床領(lǐng)域，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)并不激烈，使國(guó)內(nèi)重型機(jī)床企業(yè)在一些產(chǎn)品市場(chǎng)順利實(shí)現(xiàn)了替代進(jìn)口。（1）重型龍門加工中心發(fā)展趨勢(shì)是高功率、大扭矩、高復(fù)合型以及復(fù)雜孔面加工能力。　　在世界范圍內(nèi)看，代表重型龍門加工中心最高水平的是德國(guó)瓦德里希·科堡公司的產(chǎn)品，北一機(jī)床采用的就是德國(guó)瓦德里希·科堡的技術(shù)。希斯（SCHIESS）與科堡機(jī)床相比較，無論在功率、扭矩、規(guī)格上基本相當(dāng)，但希斯公司的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速高，精度保持性好，在技術(shù)上屬于************水平。與國(guó)內(nèi)外其他產(chǎn)品相比較，國(guó)外重切削能力較強(qiáng)，加工精度高，并且具有很多技術(shù)優(yōu)勢(shì)，比如橫梁加工仿形技術(shù)，Z軸滑枕長(zhǎng)度補(bǔ)償技術(shù)，龍門框架X軸移動(dòng)雙電動(dòng)機(jī)，三電動(dòng)機(jī)甚至四電動(dòng)機(jī)同步技術(shù)等。（2）落地銑鏜床國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠家主要有：昆明機(jī)床廠、齊齊哈爾二機(jī)床廠、濟(jì)南第二機(jī)床廠、武漢重型機(jī)械廠等。國(guó)外的落地銑鏜床生產(chǎn)廠家主要有：意大利的PAMA公司、德國(guó)希斯、意大利的INNSEBERARDI公司、捷克的SKODA公司等。（3）精工龍門移動(dòng)式和臺(tái)式車銑加工中心國(guó)外主要生產(chǎn)商有德國(guó)科堡、意大利皮特卡納奇、美國(guó)吉根、德國(guó)沙爾曼公司等，這些公司都具有多年生產(chǎn)重大型機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)。　　國(guó)內(nèi)開發(fā)研究尚屬初期階段，技術(shù)還不夠成熟。目前，國(guó)內(nèi)的機(jī)床均不同程度地存在著承載能力低、精度不高、低負(fù)荷等缺點(diǎn)。（4）重型精工車床精工單柱移動(dòng)立式銑車床是武重為加工三峽工程水輪機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備，代表了中國(guó)超重型機(jī)床的生產(chǎn)能力和水平，標(biāo)志著我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品達(dá)到世界先進(jìn)水平，成為世界上少數(shù)幾個(gè)超重型機(jī)床供應(yīng)國(guó)之一。也為設(shè)計(jì)、制造更多的銑車復(fù)合機(jī)床系列打下了基礎(chǔ)。　　此外，齊重精工設(shè)計(jì)制造的精工重型臥式車床是為哈爾濱電機(jī)廠提供的三峽工程配套設(shè)備，加工直徑4.3m,加工長(zhǎng)度18m,******承重250t,機(jī)床可實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)測(cè)量，機(jī)內(nèi)對(duì)刀。在加工三峽機(jī)組水輪機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)，一次裝夾重達(dá)200t的工件，完成對(duì)工件的全部加工。該機(jī)床的研制成功，標(biāo)志著重型臥式車床制造能力邁上新臺(tái)階。中國(guó)重型精工機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)及進(jìn)步近兩年，中國(guó)重型精工機(jī)床發(fā)展最快，如重型精工龍門鏜銑床，重型落地鏜銑床，重型立、臥式車床等的年產(chǎn)量和市場(chǎng)消費(fèi)量已居************。　　重型機(jī)床發(fā)展之快速是我國(guó)電力、船舶、石化和礦山等重型設(shè)備制造大量需求直接拉動(dòng)的反映。一批新產(chǎn)品如精工雙龍門鏜銑床、龍門車銑復(fù)合加工機(jī)床、動(dòng)梁可交換工作臺(tái)可換銑頭五面體龍門加工中心等研制成功；關(guān)鍵技術(shù)，如靜壓導(dǎo)軌和靜壓軸承技術(shù)、同步控制和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)、五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)、大功率雙擺角銑頭和重型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的技術(shù)攻關(guān)相繼突破，標(biāo)志著中國(guó)重型機(jī)床發(fā)展達(dá)到新的高度。北京第一機(jī)床廠開始制造國(guó)內(nèi)單機(jī)產(chǎn)值******（8700萬元/臺(tái)）的超重型精工龍門鏜銑床，目前一批世界之最的超重型機(jī)床陸續(xù)投入研制，將引導(dǎo)我國(guó)進(jìn)入世界重型機(jī)床制造強(qiáng)國(guó)之列。　　武漢重型機(jī)床集團(tuán)制成XKD型超重型精工雙龍門鏜銑床，并投入自用。該機(jī)床為雙龍門移動(dòng)式，4銑頭，龍門寬度6.8m,加工長(zhǎng)度57m.雙龍門移動(dòng)式4銑頭結(jié)構(gòu)屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。齊重精工裝備有限公司試制成功BVDM315×5MC型立式銑鉆中心，該機(jī)床采用雙柱龍門框架結(jié)構(gòu)，雙刀架雙24刀庫(kù)，中心主軸出水功能，轉(zhuǎn)速達(dá)到5000r/min,靜壓導(dǎo)軌回轉(zhuǎn)工作臺(tái)C軸功能，工作臺(tái)直徑3150mm,定位精度5″，******加工直徑3150mm,工件重20t,該機(jī)床用于大型風(fēng)電軸承加工，******************。齊齊哈爾二機(jī)床集團(tuán)公司試制成功XK2127型五軸精工動(dòng)梁龍門鏜銑床。該機(jī)床采用長(zhǎng)跨距重載滾珠絲杠及輔助裝置，全自動(dòng)附件交換裝置，主軸浮動(dòng)夾刀裝置，橫梁液壓比例平衡等新技術(shù)，工作臺(tái)8000mm×3000mm,主軸轉(zhuǎn)速5~2000r/min,伺服電動(dòng)機(jī)功率24kW,可實(shí)現(xiàn)多軸控制，五軸聯(lián)動(dòng)。　　沈陽(yáng)機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研制成功GMC2060u橋式龍門五軸加工中心。機(jī)床在X向雙向驅(qū)動(dòng)的同步控制及調(diào)整技術(shù)、五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)誤差補(bǔ)償技術(shù)、機(jī)床總體結(jié)構(gòu)和拓?fù)鋬?yōu)化有所突破，在高速、高精度和高剛度方面有所進(jìn)展。該機(jī)床在軍工業(yè)廣泛應(yīng)用。大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司制成VX32~60動(dòng)梁可交換工作臺(tái)可換頭五面體龍門加工中心，采用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌、電主軸和精工雙擺角銑頭。機(jī)床在關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)制造上有新突破。大連光洋科技工程有限公司將攜帶本公司具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高精度五軸立式機(jī)床參加在歐洲各地舉辦的14個(gè)機(jī)床展會(huì)。　　繼今年7月末該公司首次向德國(guó)克努特公司出口一臺(tái)高精度五軸立式機(jī)床后，德國(guó)公司再次向大連光洋購(gòu)買了三臺(tái)高端精工機(jī)床。據(jù)了解,德國(guó)公司還欲申請(qǐng)大連光洋在歐洲的獨(dú)家代理銷售權(quán)，并制訂了面向全歐洲的銷售計(jì)劃。這是中國(guó)企業(yè)首次向西方發(fā)達(dá)國(guó)家銷售高檔精工機(jī)床，標(biāo)志著今后德國(guó)機(jī)床將由大連光洋生產(chǎn)的“中機(jī)”制造。中國(guó)研制的全世界精度最高的立式磨床～～～我國(guó)全************個(gè)制造出亞納米級(jí)精度機(jī)床，重點(diǎn)是這一段：成為繼美、德之后第三個(gè)掌握高精度光學(xué)零件制造加工技術(shù)的國(guó)家，也是目前世界上唯一同時(shí)具有磁流變和離子束拋光裝備研發(fā)能力的國(guó)家。中國(guó)精度全世界上最高的大型精工卷板機(jī)，這玩意雖然不是機(jī)床，但技術(shù)與機(jī)床相通的地方極多，而且屬于戰(zhàn)略級(jí)的超級(jí)機(jī)器，其水平高低直接決定了潛艇的制造工藝，美日所有潛艇使用的卷板機(jī)都是瑞典和瑞士的，主要是瑞典的，而世界上能把卷板機(jī)做到極致的國(guó)家，就是中國(guó)和瑞典倆國(guó)家，而包括卷板機(jī)在內(nèi)的擁有全部完整極限制造領(lǐng)域，戰(zhàn)略級(jí)超級(jí)機(jī)器體系的國(guó)家，全世界上，獨(dú)我國(guó)一家，別無分店！秦川機(jī)床集團(tuán)公司2008年開發(fā)出VTM260型龍門式銑車復(fù)合加工中心，機(jī)床具有七軸五聯(lián)動(dòng)功能，復(fù)合化程度較高，可一次裝夾實(shí)現(xiàn)車、銑鏜、鉆、攻螺紋和車螺紋等功能。國(guó)內(nèi)重型精工機(jī)床與國(guó)外同類產(chǎn)品的差距盡管中國(guó)重型機(jī)床行業(yè)在最近幾年來有了長(zhǎng)足進(jìn)步，取得可喜的發(fā)展。但在高檔重型精工機(jī)床還是依靠進(jìn)口，其中德國(guó)和意大利的產(chǎn)品代表著世界先進(jìn)水平。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)外產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上的差別并不大，采用的新技術(shù)也相差無幾，但在先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用和制造工藝水平上與世界先進(jìn)國(guó)家還有一定差距。新產(chǎn)品開發(fā)能力和制造周期還滿足不了國(guó)內(nèi)用戶需要，零部件制造精度和整機(jī)精度保持性、可靠性尚需很大提高，尤其是在與重型機(jī)床配套的精工系統(tǒng)、功能部件，如刀庫(kù)、機(jī)械手和兩坐標(biāo)銑頭等部件，還需要境外廠家配套滿足。國(guó)內(nèi)重型機(jī)床制造企業(yè)的制造能力很強(qiáng)，但大而不精，其主要原因還是加工設(shè)備落后，精工化率很低，尤其是缺乏高精水平的加工設(shè)備。同時(shí)，國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍存在自主創(chuàng)新能力不足，因?yàn)橹匦蜋C(jī)床單件小批量的市場(chǎng)需求特點(diǎn)，決定了對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的要求更高。國(guó)內(nèi)重型精工機(jī)床產(chǎn)品與發(fā)達(dá)國(guó)家著名企業(yè)相比仍存在一定差距，產(chǎn)品水平的差距主要體現(xiàn)在：（1）主軸轉(zhuǎn)速國(guó)外先進(jìn)水平已發(fā)展到最高達(dá)3000~4000r/min,而國(guó)內(nèi)主要徘徊在800~1500r/min.　　（2）快速進(jìn)給國(guó)外先進(jìn)水平達(dá)20000~30000mm/min,而國(guó)內(nèi)主要在6000~10000mm/min.　　（3）精度國(guó)外先進(jìn)水平定位精度0.015/1000mm,重復(fù)定位精度0.003~0.007mm;國(guó)內(nèi)產(chǎn)品定位精度0.025/1000mm,重復(fù)定位精度0.01~0.015mm.　　（4）其他機(jī)床的可靠性、精度的穩(wěn)定性、復(fù)合多功能、柔性化、智能化方面不如國(guó)外廠家，外觀質(zhì)量也有差距。國(guó)內(nèi)廠家盡管技術(shù)略遜于國(guó)外先進(jìn)水平，但在制造能力和價(jià)格上有很大的優(yōu)勢(shì)，尤其是超重型機(jī)床已達(dá)到當(dāng)代國(guó)際先進(jìn)水平。我們相信，中國(guó)重型機(jī)床制造隨著科技進(jìn)步與艱苦奮斗的努力，一定會(huì)逐步縮小差距。