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五轴加工中心介绍
发表时间:2015-05-14

  立式加工中心(三轴)最有效的加工面仅为工件的顶面,卧式加工中心借助回转工作台,也只能完成工件的四面加工。目前高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展,工件一次装夹就可完成五面体的加工。如配置上五轴联动的高档数控系统,还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。


  立式加工中心的主轴重力向下,轴承高速空运转的径向受力是均等的,回转特性很好,因此可提高转速,一般高速可达1,2000r/min以上,实用的最高转速已达到4,0000转。主轴系统都配有循环冷却装置,循环冷却油带走高速回转产生的热量,通过制冷器降到合适的温度,再流回主轴系统。X、Y、Z三直线轴也可采用直线光栅尺反馈,双向定位精度在微米级以内。由于快速进给达到40~60m/min以上,X、Y、Z轴的滚珠丝杠大多采用中心式冷却,同主轴系统一样,由经过制冷的循环油流过滚珠丝杠的中心,带走热量。


  加工中心大多可设计成双工作台交换,当一个工作台在加工区内运行,另一工作台则在加工区外更换工件,为下一个工件的加工做准备,工作台交换的时间视工作台大小,从几秒到几十秒即可完成。最新设计的加工中心考虑到结构上要适合组成模块式制造单元(FMC)和柔性生产线(FMS),模块式制造单元一般至少有两台加工中心和四个交换工作台组成,加工中心全部并排放置,交换工作台在机床前一字形排开,交换工作台多的可以排成两行、甚至双层设计。两边各有一个工位作为上下工件的位置,其余工位上的交换工作台安装着工件等待加工,有一辆小车会按照系统指令,把装着工件的交换工作台送进加工中心,或从加工中心上取出完成加工的交换工作台,送到下一个工位或直接送到下料工位,完成整个加工操作。柔性生产线除了小车、交换工作台之外,还有统一的刀具库,一般会有几百把刀具,在系统中存入刀具的身份编码信息,再通过刀具输送系统送进加工中心,并把用完的刀具取回,柔性生产线往往还需要一台FMS的控制器来指挥运行。


  加工中心的发展与未来


  现在加工中心逐渐成为机械加工业中最主要的设备,它加工范围广,使用量大。近年来在品种、性能、功能方面有很大的发展。品种:有新型的立、卧五轴联动加工中心,可用于航空、航天零件加工;有专门用于模具加工的高性能加工中心,集成三维CAD/CAM对模具复杂的曲面超精加工;有适用于汽车、摩托车大批量零件加工的高速加工中心,生产效率高且具备柔性化。性能:普遍采用了万转以上的电主轴,最高可达6~10万转;直线电机的应用使机床加速度达到了3-5g;执行ISO/VDI检测标准,促使制造商提高加工中心的双向定位精度。功能:糅合了激光加工的复合功能,结构上适合于组成模块式制造单元(FMC)和柔性生产线(FMS),并具有机电、通讯一体化功能。




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