在過去,在零件上加工鋸齒形(xíng)需要在銑床或拉床上進行一道額(é)外(wài)的操作。
這(zhè)樣就需要在額外的機床上進行單獨設置,產生額外的勞動力成本(用於銑床或拉床操作工),當然還(hái)要進行(háng)額外的搬(bān)運、移動以及(jí)工序之間可能的暫時(shí)的零件存放。此外,在進行鋸齒形(xíng)加(jiā)工之前,零件可能需要進行中間(jiān)清理操作。
如果您將零件的鋸齒形加工作為(wéi)二次操作,那麽利用此鋸齒剃刀,您可以簡單地將它作為(wéi)CNC車床上的又一道工序即可。
在鋸(jù)齒形加工開(kāi)始時,主軸保持靜止,而轉塔則在Z軸走(zǒu)三道,以(yǐ)漸進(jìn)級形式形成首(shǒu)先的五個齒以及完全成形的(de)第六個齒。
該刀具安裝在車床的轉塔上,並沿零件通過(guò)連續的Z軸(zhóu)衝程形成鋸齒。在(zài)該過程開始時,主軸保持靜止,而刀具則運行三道,以漸(jiàn)進級形成首先的5個齒以及全形狀(zhuàng)的第六個齒。然後(hòu)主軸分度到下一個(gè)齒位置(需要有一個C軸),其中遞增地形成首先的(de)五個齒,並完成最後一個齒。每次當主軸分度(dù)到下一個齒位置且(qiě)轉(zhuǎn)塔走完零(líng)件衝程時(shí)都完成一個齒的加(jiā)工。該過程一直繼續,直到零件分度整個圓且鋸齒(chǐ)形徹底(dǐ)形成為止。
一旦第一個(gè)齒完全成形,主軸就(jiù)將零件(jiàn)分度到下一個齒位置,轉塔走完又(yòu)一道,以完成齒的(de)加工。主軸每分度一次,就形成(chéng)一(yī)個完整的(de)齒.分度循環一(yī)直繼續,直至零件完全加工出所需要的鋸齒形狀為止。
該過程既(jì)簡單又快速。例如,對1045號鋼零件的鋸齒加工可以在帶(dài)C軸功能的普通CNC車床上用不到7秒鍾的時間加工好。將鋸齒加工操作結合為一道車床(chuáng)工序可以簡化零(líng)件的處理:該操(cāo)作不必在額外的機床上進行(háng),避免了不同(tóng)工序之間零件的清理、額外機床的設(shè)置和操作成本(běn)以及額外的零件搬運過程。最重要的一點是,零(líng)件在離開車(chē)床時是完全加工好的狀態(tài),並且為清理和發送給(gěi)客戶準(zhǔn)備就緒。
根據(jù)數控機床的適用(yòng)場合和機構特點,對數(shù)控機床結構因提出以下(xià)要求:
一、較高的機床靜、動剛度
數控機床是按照數控(kòng)編程或手(shǒu)動(dòng)輸入數據方式(shì)提供的(de)指令自動進行加工的。由於機械結(jié)構(如機床床身、導軌、工作台、刀架和主軸箱等)的幾何精度與變(biàn)形產生的(de)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(xiè)結構部件產生的彈性變(biàn)形控製在最小限度內,以保證所要求的加工精度與表麵質(zhì)量。
為了提高數控機床主軸的剛(gāng)度(dù),不但經常采用三支撐結構,而且選用鋼性很好的雙列短圓柱滾子軸承和角接觸向(xiàng)心推(tuī)力軸承鉸接出相(xiàng)信忒力軸承 ,以減小主軸的(de)徑(jìng)向和軸向變形。為了(le)提高機床大件的剛度,采用封閉界麵的床身,並采用液力平衡減少(shǎo)移動部件因位置變動(dòng)造成的機床變形。為了提高機床各部件的接觸(chù)剛度,增加機(jī)床的承(chéng)載(zǎi)能力(lì),采用(yòng)刮研的方法增加單位麵積上的接觸點,並在結合麵之間施加足夠大(dà)的預加載荷,以增加接觸麵積。這些措施都能(néng)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(zhèng)靜態剛度的前提下,還必須提高動(dòng)態(tài)剛(gāng)度。常用的措施主要有提高係統的剛度、增加阻尼以及調整(zhěng)構件的自振頻率等。試驗表明,提高阻尼係數是改善(shàn)抗振性的有效方法。鋼(gāng)板的焊接結構既可以增加靜剛度、減(jiǎn)輕結構重量,又可以增(zēng)加構(gòu)件本身的阻尼。因此,近年來在數(shù)控機床上采用了鋼板焊接結構的床身、立柱、橫梁和工作台。封砂鑄件也有利於振動(dòng)衰減,對提高抗振性也有較好的效果(guǒ)。
二、減少機床的熱變形
在內外熱源的影響下,機床(chuáng)各部件將發(fā)生不同程度的熱變形,使工件與刀(dāo)具(jù)之間的相對運動關係遭到破環,也是機床季度下降。對於數控機床(chuáng)來說,因為全部(bù)加(jiā)工過程是計算的指令控製(zhì)的,熱變形的影(yǐng)響就更為嚴重。為了減少熱變形,在數控機(jī)床結構中通常采用以下措施。
(1) 減少發熱
機床內(nèi)部發熱(rè)時產生熱變形的主要熱源,應當盡(jìn)可能地將熱源從主機中分離出去。
(2) 控製溫(wēn)升
在(zài)采取了一係列減(jiǎn)少熱源的措施後,熱(rè)變形的情況將有所改善。但要完全消除機床的(de)內外熱源通常是十分困難的,甚至是不(bú)可能的。所以必須通過良好的散熱和冷卻來控製溫升,以減少熱源的影響。其中(zhōng)部較有效的方法是在機床的發熱(rè)部位強製冷卻,也可以在機床低溫(wēn)部分通過加熱(rè)的方(fāng)法,使機(jī)床各點的(de)溫度趨(qū)於一致,這(zhè)樣可以減少由於溫差(chà)造成的翹曲變形(xíng)。
(3) 改善機床機構
在同樣發熱條件(jiàn)下,機(jī)床(chuáng)機構對熱變形也有(yǒu)很大影響。如數控(kòng)機床過去采用的單立柱(zhù)機構有可能被雙柱機構所代替。由於左右對(duì)稱,雙立柱機構受(shòu)熱後的主軸線除產生(shēng)垂直方向的平移外,其它方向的變形很小,而垂直方(fāng)向的(de)軸線移動可以方便地用一個坐標(biāo)的(de)修正量進行補償。
軸的熱變形(xíng)發生在刀具切入的垂直(zhí)方(fāng)向上。這就可以使主軸熱變形對加(jiā)工直徑的影響(xiǎng)降低到最小限度。在結構上還應盡可能減小主(zhǔ)軸中心與主軸(zhóu)向地麵的距離,以減少熱變形的總量,同(tóng)時應使主軸箱的前後溫升一致,避免主軸變形後出現(xiàn)傾斜。
數(shù)控機床中的滾?絲杠常在預計載荷(hé)大、轉速高以及散熱差的條件下(xià)工作,因此絲杠容易發熱。滾珠絲杠熱生產(chǎn)造成的後果是(shì)嚴重的,尤其是在開環係統中,它會使進給係統(tǒng)喪失定位精度。目前某些機床用預拉的方法減少絲杠的熱變形。對於采取了上述(shù)措施仍不(bú)能(néng)消除的熱變(biàn)形,可以根據測量結果由數控係統發出補償脈衝加以修正。
三、減少運動間的摩擦和消除傳動間隙(xì)
數控機床工作台(或拖板)的位移量十一脈中當量為最小單位的,通常(cháng)又要求能以基地的(de)速度(dù)運動。為了使工作台能對數控裝置的指令作出準確響應,就必(bì)須采取(qǔ)相應的措施。目前常用的(de)滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌在摩擦阻尼(ní)特性方麵存在著明顯的(de)差(chà)別。在(zài)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(guǒ)。目前,數控機床幾乎(hū)無一例外地(dì)采用滾珠絲杠傳動。
數控機床(尤其是開環(huán)係統的數控機床)的加工精度在很大程度上取決於進給傳(chuán)動鏈的精度。除了減少傳動齒輪和滾珠絲杠的加(jiā)工誤差之外,另一(yī)個重要措施是采用無間隙傳動(dòng)副(fù)。對於滾珠絲杠螺距的累(lèi)積誤(wù)差,通常采用脈(mò)衝補償裝(zhuāng)置進行螺距補償。
四、提高機床(chuáng)的壽命和精度保持(chí)性
為了提高機(jī)床的壽(shòu)命和精(jīng)度保持性,在設計時應充(chōng)分考(kǎo)慮數控機場零(líng)部件的耐磨性,尤其是機床導軌、進給伺港(gǎng)機主軸部件等影響進度的主要零件的耐磨(mó)性。在使用過程中,應保證數控機床各(gè)部件(jiàn)潤滑良好。
五(wǔ)、減少輔助時間和改善操作性能
數控機床的單件加工中,輔助時(shí)間(非切屑時間)占有較(jiào)大的比重。要進一(yī)步提高機床(chuáng)的生產率,就必須采取促使最大限度地壓縮輔助時間。目前已經有很多數控機床采用了多主(zhǔ)軸、多刀架、以(yǐ)及帶刀庫的自動換(huàn)刀裝置等,以減少換刀時間。對於切屑用量加大的數控(kòng)機床,床身機構必須有利於排屑。