在過去,在零(líng)件上加工鋸(jù)齒形需要在銑床或拉床上進行一道額外的操作(zuò)。
這樣就需要在額外的(de)機床上(shàng)進行單獨(dú)設置,產(chǎn)生(shēng)額外的勞動力成本(用於銑床或拉(lā)床操作工),當然還要進行(háng)額外(wài)的搬運、移動以及(jí)工序之間可能的暫時的零件(jiàn)存(cún)放。此外,在進行鋸(jù)齒形加工之前(qián),零件(jiàn)可能需要進行中間清理操作。
如果(guǒ)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,您可以簡(jiǎn)單地將它(tā)作為CNC車床上的又一道工序即可。
在鋸齒(chǐ)形加工開始時,主軸保(bǎo)持靜止(zhǐ),而轉塔則在Z軸走三道,以漸進級形式形成首先的五個齒(chǐ)以及完全成形的第六個齒。
該刀具安裝在車床的轉塔(tǎ)上,並沿零件通過連續的Z軸衝程形成鋸(jù)齒。在該過程開始時,主軸保持靜止,而刀具則運行三道,以漸進級形成首先(xiān)的5個齒以及全形狀的第六個齒(chǐ)。然後主軸分度到下(xià)一個(gè)齒位(wèi)置(需要有一個C軸),其(qí)中遞增地形成首先的五個齒,並完成最後(hòu)一個齒。每次當主軸分度到下一個齒位置(zhì)且(qiě)轉塔走完(wán)零件衝程時(shí)都(dōu)完成一個齒的加工。該過程一直繼續,直到(dào)零件分度整個(gè)圓(yuán)且鋸齒形徹底形(xíng)成(chéng)為止。
一旦第一個齒完全成形,主軸就將零件分度到下一(yī)個齒位置(zhì),轉塔(tǎ)走完又一道,以完成(chéng)齒的加工。主軸每分度一(yī)次(cì),就形成一個(gè)完整的齒.分度(dù)循環一直繼(jì)續,直至零件(jiàn)完全加工出所需要的鋸齒形狀為(wéi)止。
該過程既簡單又快速。例如,對1045號鋼零件的鋸(jù)齒加工可以在(zài)帶C軸功能的普通CNC車床上用不(bú)到7秒鍾的時間加工好。將鋸齒加工操作結合為一道車床工序可以簡化零件的處理:該操作不必在額外的機床上進行,避免了(le)不同工序之間零件的(de)清理、額外機床的設置和操作(zuò)成本以及額外的零件搬運過程。最重要的一點是(shì),零件在離開車床時是完全加(jiā)工好的狀態,並且為(wéi)清理和發送給客戶準備就緒。
根(gēn)據數控機(jī)床的適用(yòng)場合和機構特點(diǎn),對(duì)數控機床結構因(yīn)提出以下要求:
一、較高的(de)機床靜、動剛度
數控機床是按照(zhào)數控編程或手動輸入數據(jù)方式提供的指令自動進行加工的。由於(yú)機械結構(如機(jī)床床身、導軌、工作台、刀架和主軸箱等)的幾何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(bǔ)償(cháng),因此,必須(xū)把各(gè)處機械結構部件產生的彈性變形控(kòng)製在最小限度內,以保證所要求的加工精度與表麵質量。
為了提高數(shù)控機床主軸的剛度,不但經常采用三支撐結構,而且選用鋼性很好(hǎo)的(de)雙列短圓柱滾子軸承和角接觸向心推力軸承(chéng)鉸接出相信忒力軸承 ,以減小主軸的徑向和軸向變形。為了提高機床大件的(de)剛度,采用封閉界麵的床身,並采用液力平衡減少移動部件因位置變動造成的機床變形。為了提高機(jī)床各部件的接觸剛度,增加(jiā)機床的承載能力,采用刮(guā)研的方法增加單位麵積(jī)上(shàng)的接觸(chù)點,並在結合麵之間施加足夠大的預加載荷,以增加接觸麵積(jī)。這些措施都能有效地提(tí)高(gāo)接(jiē)觸剛度。
為了充分發揮(huī)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提下,還必須提(tí)高動態剛度。常用的(de)措施主(zhǔ)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。試驗表明,提高(gāo)阻尼係數是改善抗振(zhèn)性(xìng)的(de)有效(xiào)方法。鋼板的焊接結(jié)構(gòu)既可(kě)以增(zēng)加靜剛度、減輕結構重量,又可以增加構件本身的阻尼。因此,近年來在數控機床上采用了鋼板焊接結構的(de)床身、立柱、橫梁(liáng)和(hé)工作(zuò)台。封(fēng)砂鑄件也有利於振動衰減,對提高(gāo)抗振性也有較好的效果。
二、減少(shǎo)機床的熱變形
在內外熱源的影響(xiǎng)下,機床(chuáng)各部件將發生不同程度的熱變形,使工件與刀具之間(jiān)的相(xiàng)對運動關係遭到破(pò)環,也是機床季度下降。對於數(shù)控機床來說(shuō),因為全(quán)部加工過程是計算(suàn)的指令控製的,熱(rè)變形的影(yǐng)響就(jiù)更為嚴重。為了減少熱變形,在數控機床結構中通常采用以下措施(shī)。
(1) 減少發熱
機床內部發熱時產生熱變形的主要熱(rè)源,應當盡可能地將熱源從主機中分離出去。
(2) 控製溫升(shēng)
在采取了一係(xì)列(liè)減少熱源的措施後,熱變形的情況將有所(suǒ)改善。但要完全消除(chú)機床的內外熱(rè)源通常是十分困難的,甚至是不可能的。所以必須通(tōng)過良好的(de)散熱和冷卻來控製溫升,以減少熱源的影響。其中部較有效的方法是在(zài)機床的發熱部位強製冷卻,也可以在機床低溫部分通過加熱的方法,使(shǐ)機床各點的溫度趨於一致,這樣可以減少由於溫差造成的翹曲變形。
(3) 改善機床機構
在同樣(yàng)發熱條件下,機(jī)床機構對熱變形也有很(hěn)大影響。如數控(kòng)機床過去采用的單立柱機(jī)構(gòu)有可(kě)能被雙柱機構所代替。由於左右對稱,雙立柱機構受(shòu)熱後的主軸線除產生垂直方向的平移外,其它(tā)方向的變形很小,而垂直方向的軸線移動可以(yǐ)方便地用一個坐標的修正量進行補償。
軸的熱變形發生在刀具切入的垂直方向上。這就可以使主(zhǔ)軸熱變形對加工直徑的影響(xiǎng)降低到最小(xiǎo)限度。在結構上還應盡可能減小(xiǎo)主軸中心與主(zhǔ)軸向地麵的距離,以減少(shǎo)熱變形的總量,同時應使主軸箱的前後溫升一致,避免主軸變形後出現傾斜。
數控機床中的滾?絲杠常在預計載荷大、轉速高以及散熱(rè)差的(de)條件下工作,因此絲(sī)杠(gàng)容易(yì)發熱(rè)。滾珠絲杠熱生產造成(chéng)的後(hòu)果是嚴(yán)重的(de),尤其是在開環係統中,它會使進給係統喪失定位精度。目(mù)前某(mǒu)些機床用預拉的方法減少(shǎo)絲杠的熱變形。對(duì)於采取(qǔ)了上述措施仍不(bú)能消除的熱變形,可以根據測量結果由數控(kòng)係統發出補償脈衝加以修正。
三、減少運動間(jiān)的摩擦和消除傳動間隙
數控機床工作台(或(huò)拖板)的位移量十一脈中當(dāng)量為最小單(dān)位的,通常又要求能以基地的速(sù)度運(yùn)動。為了使(shǐ)工作台能對(duì)數控裝置的指令作出(chū)準確響應,就必須(xū)采取(qǔ)相應的措施。目(mù)前常用的(de)滑動導軌、滾動導軌和靜(jìng)壓導軌在摩擦阻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,數控機床幾乎無一例外地采用滾珠絲杠傳動。
數控機床(尤其是開環係統的數控機床)的加工(gōng)精(jīng)度在很大程度上取決於進給傳(chuán)動鏈的(de)精度。除了減少傳(chuán)動齒輪和滾珠絲杠的加工誤差之外,另一個重要(yào)措施是采用無間隙傳動副。對於滾珠絲杠螺距的累(lèi)積誤差,通常(cháng)采用脈衝補償裝置進行螺距補償。
四、提高機床的壽命和精(jīng)度保持(chí)性(xìng)
為了提高機床的壽命和精度保持性,在設計時(shí)應充分考(kǎo)慮數控機場(chǎng)零部件(jiàn)的耐磨(mó)性,尤其是(shì)機床導軌、進給伺港機主軸部件等影響進度的主要零件的(de)耐(nài)磨性。在使用過程中,應保證數控機(jī)床各部件(jiàn)潤滑(huá)良好。
五、減少輔助時間和改善操(cāo)作性能
數控機床的單件加工中,輔助時間(非切屑時(shí)間)占(zhàn)有較大的比重。要進一步提高機床的生產率,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,以減少換刀時間。對於(yú)切屑用量加大的數控機床,床(chuáng)身機(jī)構必須有利於排(pái)屑。