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高速加工中心的主要工艺特点和优点

  发布时间:2014-11-06 点击率:1043

    高速加工中心与普通数控机床相比,其优越性大家有目共睹,高速加工中心不断提高的工作性能是模具制造业得以高效和高精度加工模具的重要前提。近年来,在驱动技术的推动下,涌现出结构创新、性能优良的众多不同类型的高速加工中心。90年代中后期出现的三轴高速加工中心(如瑞士Mikron公司在1996年末推出的HSM700型高速加工中心)现已发展到五轴高速加工中心。在驱动方式上,已从直线运动(X/Y/Z轴)的伺服电机和滚珠丝杠驱动发展到目前的直线电机驱动,回转运动(A和C轴)采用了直接驱动的转矩电机,有的公司并通过直线电机和转矩电机使加工中心发展成全采用直接驱动的五轴加工中心。显著提高了加工中心的行程速度、动态性能和定位精度。

    用于模具加工的高速加工中心,一个普遍的结构特点是采用龙门式框架结构,以此增强机床刚性,且便于充分利用加工区的空间。机床床身的材料则多数采用了聚合物混凝土,由于这种材料具有较好的阻尼性能和较低的热传导率,故有利于提高模具的加工精度。高速加工中心的特点和发展: 

  高速主轴 
  高速主轴是高速加工中心最要害的部件之一。目前主轴转速在20000~40000r/min的加工中心越来越普及,一些欧洲的高速加工中心的主轴转速已经达到60000r/min,转速高达100000r/min以上超高速主轴也正在研制开发中。高速加工中心的转速、马力、动态平衡、刚性、锥度孔型及热变形特性等,对高速加工中心的刚性和热稳定性都有相当程度的影响。这样就要求高速加工中心主轴和电机合二为一,制成电主轴,实现无中间环节的直接传动,减少传动部件,具有更高的可靠性。 
  主轴主轴轴承也是决定主轴寿命和负荷容量的要害部件。为了适向高速切削加工,高速加工中心的主轴设计采用了先进的主轴轴承的润滑、散热技术。目前高速主轴主要采用3种非凡轴承:(1)陶瓷轴承;(2)磁力轴承;(3)空气轴承。主轴轴承润滑对主轴转速的提高起着重要。 
  高速进给系统 
  提高切削进结速度是提升加工效率所必须的。目前高速加工中心的切削进给速度一般为20-40m/min,有的直线电机驱动X、Y轴的立式加工中心超高速定位速度达140m/min,有的高速加工中心进给速度高达208m/min。要实现并准确控制这样高的进给速度,对高速加工中心导轨、滚珠丝杆、伺服系统、工作台结构等提出了新的要求。直线电机的成熟应用使高速加工中心在效率、精度和实用性方面翻开了新的一页。直线电机为非接触的直接驱动方式,移动部件少,无扭曲变形问题,采用这种技术,机床制造达到了传统滚珠丝杆所无法达到的水平。直线电机具有高加速度和减速特性,加速度可达2g,为传统驱动装置的10-20倍,进给速度是传统的4-5倍。 
  高速CNC控制系统 
  高速加工中心要求CNC控制系统具有快速数据处理能力和高的功能化特性,以保证在高速切削(非凡是4-5轴坐标联动加工复杂曲面时)仍具有良好的加工性能。高速加工中心须选择传输速度快,CPU运算速度快,预读单节及NURBS功能等适当的CNC控制器,才能发挥高速切削加工的效能。OPEN架构及PC-Based也是发展的一个新潮流。结合PC在通讯及网络上的发展,建立参数资料库系统、CAD/CAM整合模拟系统及标准化电控模组,也是未来发展的新趋势。 
  高速CNC数控系统的数据处理能力有两个重要指标:一是单个程序段处理时间,为了适应高速,要求单个程序段处理时间要短,为此,需使用32位CPU和64位CPU,并采用多处理器;二是插补精度,为了确保高速下的插补精度,要有前馈和大数目超前程序段处理功能,此外,还可采用NURBS(非线性B样条)插补、回冲加速、平滑插补、钟型加减速等轮廓控制技术。 
  高速切削加工CNC系统的功能特征包括:(1)加减预插补;(2)前馈控制;(3)精确矢量补偿;(4)最佳拐角减速度。

 

下一个:高速数控加工中心的结构 上一个:我们为什么要发展高速加工中心

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