一站式精密五金件加工製造
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高速cnc加工中心與普通加工中心對比區別還是很多的,比如說主軸、刀庫、刀具、數控係統等等,主要在於(yú)主軸轉速和切削進給。一台標準的高速cnc加(jiā)工中心必(bì)須達到標準的高速cnc加工中心要求。
一、高速cnc加工中心對主軸的要(yào)求
高速加工中心的(de)高速主軸應具有精(jīng)密度高、剛性好、運行平穩和熱變形小等特(tè)點。加工中心比較普及的主軸有這麽幾種形式:皮帶式(shì)、齒輪式、直結(jié)式和電主軸。高速cnc加工中心可以使用直結式主軸和(hé)電(diàn)主軸,其餘的(de)主軸基(jī)本上達不到高速cnc加工中心的基本轉速要求。高速cnc加工中心主軸轉速最低不能低於10000rpm,這麽高(gāo)的(de)轉速基本上隻有直結式主軸和電主軸才能達到。
直(zhí)結式主軸最大轉速沒電主軸高,在國外,有的高速cnc加工中心廠家已(yǐ)經研發出超高速cnc加工中心,那種加工中心主軸轉(zhuǎn)速破十(shí)萬是非常簡單的事,但是我們都知道,主軸轉速(sù)越高,切削力(lì)度越不足,所以直結式主軸的切削力遠(yuǎn)比(bǐ)電主軸更好。
二、高速(sù)cnc加工中心切削進(jìn)給
數控機床中,可以說提高機床切削進給就相當於提升加工效(xiào)率。高速(sù)cnc加工中心更是如此,高速cnc加工中心(xīn)切削進給一般在(zài)20-40m/min,當然切削進(jìn)給更快的也不是沒有,山東海特數控的(de)幾款高速cnc加工中心切削進給(gěi)就超過了40m/min。
直(zhí)線(xiàn)電機的成熟使用讓高速cnc加(jiā)工中心有了質的飛躍,在加工效率和加工精度都有全方位的提高。直線電(diàn)機的驅(qū)動方式為非接觸的直接驅動方式,移動部件少,無扭(niǔ)曲變形問題,采用這種技術,機床製造達到了傳統滾珠絲杆所無(wú)法達到的(de)水平。直線電機具有高加速度和減速(sù)特(tè)性,加速度可達2g,為傳統驅動裝置的10-20倍,進給(gěi)速度是傳統的4-5倍。
三、高(gāo)速cnc加工中心數控係統(tǒng)
高速cnc加工中心的數控係統比(bǐ)一般的加工中心數控係統(tǒng)要求要更高一些。高速cnc加工中心的數(shù)控係統(tǒng)必須有更快的數據處理(lǐ)能力和更高的功能化(huà)特性。而(ér)四軸或(huò)五軸的(de)高(gāo)速cnc加工中心更是對如此。優(yōu)先選擇32位或64為處理器的數控係統,這兩種數控係統非常之強,是普通的(de)數控係統無法媲美的。
四、高速cnc加工中心(xīn)刀具
高速cnc加工中心刀具(jù)並不是說刀具的類型(xíng),而是高(gāo)速cnc加工中心的刀具材質。高速cnc加工中心常用的刀具材質有聚晶金剛石、立方氮化硼、硬質含塗層刀具。好的刀具可以使切削速度向更高的高度發展。
要對刀具結(jié)構進行動(dòng)平衡,特別刀柄外伸較(jiào)長(zhǎng)的刀具必須(xū)進行(háng)動平衡,以防(fáng)止(zhǐ)高速引起(qǐ)離心力使抗彎強度和斷裂韌性都(dōu)較低的(de)刀柄或刀(dāo)片發生(shēng) 斷裂,對高速cnc加工中心和操作者帶來危險。刀柄係統選擇(zé)也會影響自動換刀的重(chóng)複精度和刀具切削剛性。目前刀柄(bǐng)係統一般選擇7:24錐度的單麵夾緊刀柄係統。
五、高(gāo)速加工的數控編程
高速加工(gōng)的數控編程不同(tóng)於普通加工的數控編程。在高速加工中(zhōng),由(yóu)於進給速度和加工速度很快,編程員必須能夠預見到(dào)切削刀具是怎樣切入工件(jiàn)中去的。加工時除了使用小(xiǎo)的(de)進給量和淺的切削深度外,編製NC代碼時盡量避免加工方向的突然改變也是非常重要的,因(yīn)為進給方向的突(tū)然變化不(bú)僅會使切削速度降低,而且還有可能產生“爬行”現象,這會降低(dī)加工表麵質量,甚至還會產生過切或殘留、刀具損壞乃至主軸損壞的現象(xiàng),特別是在三維輪廊加工過程中,將複雜型麵或拐角部分單獨加工會(huì)比用“之”字形加工法、直(zhí)線法或(huò)其他一些通用加工方法(fǎ)來一次加工出所有麵更有利一些。
高速加工時,建議刀具緩慢切入工件,同時盡量避免刀具(jù)切出後(hòu)又重新切入工件,因此,從一個切削層緩(huǎn)慢地(dì)進入另一(yī)個(gè)切(qiē)削(xuē)層比切出後再(zài)突然進入要好,其次(cì),盡可能地(dì)保持一個(gè)穩定的(de)切削參(cān)數,包括(kuò)保持切削厚度(dù)、進給量和(hé)切削線速度(dù)的一致性,當遇到某處切削(xuē)深度有可(kě)能增加時,應降低進給速度,因為負載的變化會引起刀具的偏斜,從而降低加工精度、表麵質量(liàng)和縮短刀具壽命。
故在很多情況下,有必要對(duì)工作輪廊的某些複雜部分進行預處理,以使高速運行的精加工小直徑刀具不會因為前道工序使用的較大直徑刀具而(ér)留(liú)下的“加工殘餘”而導(dǎo)致切削負載的突然加大。目前一些CAM軟件(jiàn)具有“加工殘餘分析”的功能,這一功能使得CAM係(xì)統準確地知道每次切削後加工殘餘的位置所在,這是保持刀具負載不變的關鍵,而這一關鍵對高速加工的成功(gōng)實現又是至關重要的。
總之(zhī),刀具(jù)路徑(jìng)越簡單(dān)越好,這樣,加工(gōng)過程更有可能達到最大進給速度,而不必由(yóu)於(yú)密集的數(shù)據點簇和加工方向的突然(rán)改變而減速。在“之”字形切削路徑中,用“弧線”(或類似弧形線(xiàn)段(duàn))來連接相鄰的(de)兩個直線段,將有(yǒu)利於減少加/減(jiǎn)速程(chéng)序的頻繁(fán)調用(yòng)和轉換次數。
在高(gāo)速加工(gōng)中,無論(lùn)從加工精度(dù)還是從加工安全性來說,CAM係統的自動過切(殘(cán)餘)保持功能是必不可少的。因為過切(殘留(liú))對工件的損壞是不可修複的。而它對刀具(jù)的破壞亦是災(zāi)難性的,這就要(yào)求被加工幾何表麵建立一個精確而連續的數字模(mó)型以及有一個高效的刀具路徑生成算法來保證加工輪廓的完整性。其次,CAM係統對刀具路徑(jìng)的驗證能力亦是非常重要的,這一方麵可以允許程序員(yuán)在把加工代碼送到車間之前驗證程(chéng)序編製的正確性,另一方麵還可以對程序(xù)進行優化(huà),根據(jù)不同加工路徑自(zì)動地(dì)調節進給速(sù)度以始終保持最大安全進給速度。