加工中心的選型及配置（上）
時(shí)間:2015-06-29 14:52來(lái)源:山東海特?cái)?shù)控機(jī)床
本文從加工零件開(kāi)始分析加工中心選型的基本要求，對(duì)加工中心的基本調(diào)研、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝和生產(chǎn)啟動(dòng)五個(gè)重要環(huán)節(jié)以及應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)論述，對(duì)你今后如何選購(gòu)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(cè)量。
該零件材料為鑄鋁（ZLCuMn），主要特點(diǎn)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(lái)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(chǔ)備考慮，決定選購(gòu)可立臥轉(zhuǎn)換、帶轉(zhuǎn)臺(tái)的五軸五聯(lián)動(dòng)機(jī)床，并針對(duì)機(jī)床制定如下主要技術(shù)要求：
表一 機(jī)床配制要求
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模塊
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配置要求
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名稱
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數(shù)控精密坐標(biāo)鏜銑床，配備FANUC160i數(shù)控系統(tǒng)
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機(jī)床結(jié)構(gòu)
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帶加強(qiáng)筋間隔的鑄鐵床身，確保優(yōu)良的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能及強(qiáng)的剛性，結(jié)構(gòu)形式采用動(dòng)柱結(jié)構(gòu)。
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線性軸
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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
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導(dǎo)軌
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導(dǎo)軌基準(zhǔn)須刮研并安裝超精密級(jí)預(yù)緊的循環(huán)滾珠滑枕
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滾珠絲杠
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直徑大于50mm
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進(jìn)給
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直線軸由交流電機(jī)和滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)
進(jìn)給量大于20mm/min
進(jìn)給力大于1100daN
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位置檢測(cè)裝置
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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）
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回轉(zhuǎn)軸要求
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AC電機(jī)驅(qū)動(dòng)，擺動(dòng)式B軸，電主軸，擺動(dòng)范圍0°～110°，液壓鎖定。旋轉(zhuǎn)和定位控制通過(guò)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(dòng)轉(zhuǎn)矩：2500Nm
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旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)C軸
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交流電機(jī)和蝸桿驅(qū)動(dòng)，通過(guò)高精度編碼器控制。
定位精度P＝3″
分辨率：0.0001°
制動(dòng)轉(zhuǎn)矩：2500Nm
轉(zhuǎn)速22RPM
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主軸要求
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電機(jī)主軸帶HSK－A63錐孔，用變頻器驅(qū)動(dòng)。
調(diào)速范圍50至8000RPM
功率15KW
在100％ED時(shí)，轉(zhuǎn)矩大于260Nm
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刀庫(kù)
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快換性盤式刀庫(kù)，24刀位，HSK－A63錐孔，*大刀具長(zhǎng)度大于230mm
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外圍設(shè)備
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帶盤和冷卻泵的排屑裝置
傾斜式切屑運(yùn)輸輪車
帶油量檢測(cè)并自動(dòng)控制的中央潤(rùn)滑
內(nèi)置沖淋管
電器柜空調(diào)
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數(shù)控系統(tǒng)
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10.4“彩色液晶顯示屏
通過(guò)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(chǔ)存卡）
零件程序存儲(chǔ)器128Kb
報(bào)警信息顯示和歷史記錄
32刀具補(bǔ)償位
剛性滾絲
固定加工循環(huán)
螺旋插補(bǔ)
坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換
宏指令B
后臺(tái)編輯
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一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)完整的加工中心系統(tǒng)主要包括：高的靜/動(dòng)剛度支承構(gòu)件（機(jī)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(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)等。
如何有選擇地購(gòu)買加工中心，怎樣將切削加工中心融入現(xiàn)有的加工機(jī)制中，還有諸多的不確定性，該方面的技術(shù)知識(shí)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(jī)床。下面將介紹一種有組織、有步驟地購(gòu)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(gè)階段(如圖2)。
圖2 選購(gòu)j加工中心的步驟
