在過去,在零件上加工鋸齒形需要在銑床或拉床上進行(háng)一道額外的(de)操作。
這樣就需要在額外的機床上(shàng)進行(háng)單獨設置,產生額(é)外的勞動力成本(用於(yú)銑床或拉床操作工),當然還要進(jìn)行額外的搬運、移動以及(jí)工序之間可能的暫時的零件(jiàn)存放。此外,在進行(háng)鋸齒形加工之前,零件可能需(xū)要進行中間清(qīng)理操作。
如果您將零件的鋸齒形加工作為二次操作,那麽利用此鋸齒剃刀,您可以(yǐ)簡單地將它作為CNC車床上的又一道工序即可。
在鋸齒形加工開始時,主軸保持靜止,而轉塔則在Z軸走三道,以漸進級形式形成首先的五(wǔ)個齒以及完全成形的第六個齒。
該刀具安裝在車床的轉塔上,並沿零件通(tōng)過連續(xù)的Z軸(zhóu)衝程形成鋸齒。在該過程開始時,主軸保持靜止,而刀具則運行三道(dào),以漸進級形成首先的(de)5個齒以及全形狀的第六個齒。然後(hòu)主軸(zhóu)分度到下一個齒位置(需要有一個C軸),其(qí)中遞增地(dì)形(xíng)成首先的五(wǔ)個齒,並完成最後(hòu)一個齒。每次當主軸分(fèn)度到下一個齒位置且轉塔走完零件衝程(chéng)時都完成一個齒的加工。該過程一直(zhí)繼續,直到零件分(fèn)度整個圓且(qiě)鋸(jù)齒形(xíng)徹底形成為止。
一旦第一(yī)個齒完(wán)全成形,主軸就將零件分度到下一個齒位置,轉(zhuǎn)塔(tǎ)走完又一道,以完成齒的加工。主軸每分度一次,就形成(chéng)一個完整(zhěng)的齒.分度循環(huán)一直繼續(xù),直至零件完全加工出所需要的鋸齒形狀為止。
該過程既簡單又快速。例如,對1045號(hào)鋼(gāng)零件的鋸齒加工可以在(zài)帶C軸功能的普通CNC車(chē)床上用不到7秒鍾的時間加工好(hǎo)。將鋸齒加工操(cāo)作結合為一道車(chē)床工序可以簡化零件的處理:該操作不必在(zài)額外的機床上進行,避免了不同工序之間零件的清理、額外機床的(de)設置和操作成本以(yǐ)及額外的(de)零件搬運過程。最重要的一點是,零件(jiàn)在離開車床時是完全加工(gōng)好的狀態,並(bìng)且為清理和發送給客戶準備就緒。
根據(jù)數控機床(chuáng)的適用場合和機構特點,對數控機床結構(gòu)因提出以下要求:
一、較高的機(jī)床靜、動剛度
數(shù)控(kòng)機床是按照數控(kòng)編程或手動輸入(rù)數據(jù)方式提供的指令自動進行加工的。由於機械結構(如機床床身(shēn)、導軌(guǐ)、工作台、刀架和主軸(zhóu)箱等)的幾何(hé)精度與變形產生的定位誤差在加工過程中不能為地調整與補償,因此,必須把各處機械結構(gòu)部(bù)件產生的彈性變形控製(zhì)在最小限(xiàn)度內,以保(bǎo)證所要求(qiú)的加工(gōng)精度與表麵質量。
為了提高數控機床主軸的剛(gāng)度,不但經(jīng)常采用三支撐結構,而且選用(yòng)鋼(gāng)性很好的雙列短圓柱滾子軸承和角接觸向心推力軸承鉸接出相信忒力軸承(chéng) ,以減小主軸的徑向和軸向變(biàn)形。為了提(tí)高機床大件的剛度,采用封閉界麵的(de)床身,並采用液力平衡減少移動部件因位置變(biàn)動造成的機床變形。為了提高機床各部(bù)件的接觸剛度,增(zēng)加(jiā)機(jī)床(chuáng)的承(chéng)載能(néng)力,采用刮研的方法增加單位麵(miàn)積上的接(jiē)觸點,並在結合麵之間施加足夠大的預加載荷,以增加(jiā)接觸麵積。這些措(cuò)施都能有效地提高接觸剛度。
為了充分發揮數控機床的高效加工能力,並能進行穩定切削,在保證靜態剛度的前(qián)提下,還必須提高動態剛度。常用的措施主要有提高係統的剛度、增加阻尼以及調整構件的自振頻率等。試(shì)驗表(biǎo)明,提(tí)高阻尼係數是改善抗振性(xìng)的有效方法。鋼板的焊接結構既可以(yǐ)增加靜剛度(dù)、減輕結構重量,又(yòu)可以(yǐ)增加構(gòu)件本身的阻(zǔ)尼。因此,近年來在數控機床上采用了鋼板焊接結構的床身、立柱、橫梁(liáng)和工作台。封(fēng)砂鑄件也有利於振動衰(shuāi)減,對提高抗振性也有較好的效果。
二、減少機床的熱變形
在內外熱源的(de)影響下,機床各部件(jiàn)將發生(shēng)不(bú)同(tóng)程度的熱變形,使工件與刀具之間的(de)相對運動關係遭到破環(huán),也是(shì)機床季度下降。對於數控機(jī)床來(lái)說,因(yīn)為全部加(jiā)工過程是計算的(de)指令控製(zhì)的,熱變形的影響(xiǎng)就更為嚴重。為了減少(shǎo)熱變形,在數控機床結構中(zhōng)通常采用以下措施。
(1) 減少發熱
機床內部(bù)發熱時產生熱變形的主要熱源,應當盡可能(néng)地將熱源(yuán)從主機中分離出去。
(2) 控製溫(wēn)升
在采取了一係列減少熱(rè)源的(de)措施(shī)後,熱變形的情況將有所改善。但要完全消除機床的內外熱源通(tōng)常是十分困難的,甚至是不可能(néng)的。所以必須通過良(liáng)好的散熱和(hé)冷(lěng)卻(què)來控製溫升,以減少熱源(yuán)的影響。其中部較有效的方法是在機床的發熱部位強製冷卻,也可以在機床低溫部(bù)分通過加熱的方法,使機床各點的溫度(dù)趨於一致,這樣可以減(jiǎn)少由於溫差造成(chéng)的翹曲變形。
(3) 改善機床(chuáng)機構
在(zài)同樣發熱條件下,機床機構對熱變形也有(yǒu)很大影響。如數控機床過去采(cǎi)用的單立柱機構有可能(néng)被雙柱機構所代替。由於左右對稱,雙立柱機構(gòu)受熱後的(de)主軸線除產生垂直方向的平移外,其它方向的變形很小,而垂直方向的軸線(xiàn)移動可(kě)以方便(biàn)地用一個坐標的修(xiū)正量進行補償。
軸的熱變形發生在刀具切入的(de)垂直方向上。這(zhè)就可以使主軸熱變形對(duì)加工直徑的(de)影(yǐng)響降低到最小限度。在結構上還應(yīng)盡可能減(jiǎn)小主軸中心與主軸向地麵的距離,以減少熱變形(xíng)的總量,同時應使主軸箱的前後溫升一致,避免主軸變形後出(chū)現傾斜。
數控(kòng)機床中的滾?絲杠常在預計載荷大、轉速高以及(jí)散熱差的條(tiáo)件下工作,因此絲杠容易發熱。滾珠(zhū)絲(sī)杠熱生產(chǎn)造成的後果是嚴重的(de),尤其是在(zài)開環係統中,它會使進給係統喪失定位(wèi)精度。目(mù)前某些機床用預拉的方法減(jiǎn)少絲(sī)杠的熱變形。對於采取了(le)上述措施仍(réng)不能消除的熱變形,可以根據測量結(jié)果由(yóu)數控係統發出補償脈(mò)衝加(jiā)以修正。
三、減少運動間(jiān)的摩擦和消除傳動間隙
數控機床(chuáng)工作(zuò)台(或拖板)的位移(yí)量十一脈中當量為最小單位的,通常又要求能(néng)以基地的速度運動(dòng)。為(wéi)了使工作台(tái)能(néng)對數(shù)控裝置的指令作出準確響應,就必須采取相應的措(cuò)施。目前常用的滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌在摩擦阻(zǔ)尼特性方麵存在著明顯的差別。在進給係統中用滾珠絲杠代替滑動絲杠也可以收到同樣的效果。目前,數控(kòng)機(jī)床幾(jǐ)乎無一例(lì)外地采用滾珠絲杠傳動。
數控機床(尤其是開環(huán)係統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床)的加工精(jīng)度在很大程度上取決於進給傳動鏈(liàn)的精度。除了減少傳動(dòng)齒輪和滾珠絲杠的加工誤差之外,另一個重要措施是采用無間隙傳動副。對於滾珠絲杠螺距的累積誤差,通常采用脈衝補償裝置進行螺距補償。
四、提高機床的壽命(mìng)和精(jīng)度保持性
為(wéi)了(le)提高機床的壽命和精度保持性,在設計時應充(chōng)分考慮數控機場零部件的耐磨性,尤其是機床(chuáng)導軌、進給伺港機主軸部件等影響進度的(de)主要零件的耐磨性。在使用過程中,應保(bǎo)證(zhèng)數控機(jī)床各部件潤滑良好。
五、減少輔助時間和改善操作性(xìng)能
數控機床的單件加工中,輔助時間(非切屑時間)占(zhàn)有較大的(de)比重。要進(jìn)一步提(tí)高機床的生產率,就必須采取促使最大限度地壓(yā)縮輔助時間。目前已經有很多數(shù)控機床采用了多主軸、多刀架、以及帶刀庫的自動換刀裝置等,以減(jiǎn)少換刀時間。對於切屑用量(liàng)加大的數控機床,床身機(jī)構必須有利於排屑。