在過去,在零件上加工鋸(jù)齒形需要在銑床或拉床上進(jìn)行一道額外的操作。
這樣就(jiù)需要在額外的機床上(shàng)進行單獨設置(zhì),產生額外的勞動力成本(用於(yú)銑床或拉床操作工),當然還要進行額外的搬運、移動(dòng)以及工序之間可能的暫(zàn)時的零件存放。此(cǐ)外,在進行鋸齒形加工之前,零件可能(néng)需(xū)要進行中(zhōng)間清理操作(zuò)。
如果您將(jiāng)零件的鋸齒形(xíng)加工作為二次操作(zuò),那麽利用此鋸(jù)齒剃刀,您可以簡單地將(jiāng)它作為CNC車床上的又(yòu)一道工(gōng)序即可。
在鋸齒形加工開始時,主軸保持靜止(zhǐ),而轉塔則在Z軸走三道,以漸進級形式(shì)形(xíng)成首先的(de)五個齒以及完全成形(xíng)的(de)第六個齒。
該刀具安(ān)裝在(zài)車床的轉塔上,並沿零件通(tōng)過連續的Z軸衝程形(xíng)成鋸齒。在該過程開始時,主軸保持靜止,而刀具則運行三道,以漸進級形成首先的5個(gè)齒以及全形狀的第六個齒。然後主(zhǔ)軸分度到下一個齒位置(需要有一個C軸),其中遞增地(dì)形成首先的五個齒,並完成最後一個齒。每(měi)次當主軸分度到下一(yī)個齒位置且轉塔走完零件(jiàn)衝程時都完成(chéng)一個齒的加工。該過程一直繼續(xù),直到零(líng)件分度整個圓且鋸齒形徹底形成為止。
一旦第一個齒(chǐ)完全成形,主軸就(jiù)將零件分度(dù)到下一個齒位置,轉塔走完又一道,以完成齒的加工(gōng)。主軸每分度一次,就形成一個完整的齒.分度循環一直繼續,直至零件完全加(jiā)工出所需要的鋸齒(chǐ)形狀為止(zhǐ)。
該過程既簡單又快速。例如,對(duì)1045號鋼零件的鋸齒加工可以在帶C軸功能的普通CNC車床上用(yòng)不(bú)到7秒鍾的(de)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(gāi)操作(zuò)不必在額外的機(jī)床上進(jìn)行,避免了不同工序之間(jiān)零(líng)件的清理、額外機床的設置和操作成本以及額外的零件搬(bān)運過程。最重要的一點是(shì),零件在離開車(chē)床時是完全加工好的狀態,並且為清理和發送給(gěi)客戶準備就緒(xù)。
根據數控機床(chuáng)的適用場合和機構特點,對(duì)數控機(jī)床結(jié)構因提(tí)出以下要求:
一、較高的機床(chuáng)靜、動剛度
數控(kòng)機床是按照數控編程或手(shǒu)動輸入數據方式(shì)提供的指令自動進行加工的。由於機械結構(如機床床(chuáng)身、導軌、工作台、刀架(jià)和主軸(zhóu)箱等)的幾何精度與變形產生的定位誤差在加工過程中(zhōng)不能(néng)為地調整與補償,因此,必須把各處機械結構部件產(chǎn)生的彈性變形控製(zhì)在最小限度內,以保證所要(yào)求的加(jiā)工精度(dù)與表麵質量。
為了提高數控機床主(zhǔ)軸的剛度,不但經常采用三支撐結構,而且選用鋼性很好的雙(shuāng)列短圓柱滾子軸承和角接觸向心(xīn)推力軸承鉸接出相信忒力(lì)軸承 ,以減小主軸的徑向和軸向變形。為了提高機床(chuáng)大件的剛(gāng)度,采用封閉(bì)界麵的床身,並采用液力平衡減(jiǎn)少移動(dòng)部(bù)件因位置變動造成的(de)機床變形。為了提高機床各部件的(de)接(jiē)觸剛度,增加機床的承載能力,采用刮研的(de)方法增加單位麵(miàn)積上的接觸點,並在結合麵之間施加足夠大的預加載(zǎi)荷,以增加接觸麵積。這些措施都能(néng)有效地提高接(jiē)觸(chù)剛度。
為了充分發揮數控機床的高效加工能力,並能(néng)進行穩定切削,在保證(zhèng)靜態(tài)剛度的前提下(xià),還必須提高動態剛度。常用的措(cuò)施主要有提高係統(tǒng)的(de)剛度、增加阻(zǔ)尼以及調整構件的自振頻率(lǜ)等。試驗表明(míng),提高(gāo)阻尼係數是改善(shàn)抗振性的有效方法。鋼板的焊接結構既可以(yǐ)增加靜剛度、減輕結構重量,又可以增加構件本身的阻尼。因此(cǐ),近年來在數控機床上采用了鋼板焊接結構的床(chuáng)身、立柱、橫梁和工作台。封砂鑄件(jiàn)也有利於振動(dòng)衰減,對提(tí)高抗振性也有較好的效果。
二、減少機床的(de)熱變形
在內外熱源的影響下,機床各部件將發生不同程度的熱變形,使工件與刀具之間的相對運動關係遭到破環,也是機床季度下降(jiàng)。對於數控機床來說,因為全部加工過(guò)程是計算的指令控製的,熱變形的(de)影(yǐng)響(xiǎng)就更為嚴重。為(wéi)了(le)減少熱變形,在數控機床結構中通常采用以下措施。
(1) 減少發熱
機床內部發熱時產生熱變形的主要(yào)熱源,應當盡可能地將熱源從主機中分離出去。
(2) 控製溫升
在采取(qǔ)了一係列減少熱源的措施後,熱變形的情況將有所改善。但要完全消除機床的內外熱源通常是十分困難的,甚至是不可能的。所以必須通過良好的散熱和冷(lěng)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機(jī)床的發熱部位強製冷卻,也可以在(zài)機床低溫部分(fèn)通過加熱的方法,使機床各點的溫度趨於(yú)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
在同樣發熱條件下,機床(chuáng)機(jī)構對熱變形也有很大影響。如數控機床過去采用的單立柱機構有(yǒu)可能被雙柱機構(gòu)所代(dài)替。由於(yú)左右對稱,雙立柱機構受熱後的主軸線(xiàn)除產生垂直方向的平移外,其它方向的變形很小,而垂直方向(xiàng)的軸(zhóu)線移動(dòng)可以方便地用一個(gè)坐(zuò)標的修正(zhèng)量進行補償(cháng)。
軸的熱變形發(fā)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(jiā)工直徑的影響降低(dī)到最小限度。在結構上還應盡可能減小主軸中心與主軸(zhóu)向地麵的距離,以減少熱變形的總量(liàng),同時應使主軸箱的前後溫(wēn)升一致,避免主軸變形後出現(xiàn)傾斜(xié)。
數控機床中(zhōng)的滾?絲杠常(cháng)在(zài)預計載荷大、轉速高以(yǐ)及(jí)散熱差的條件下工作,因此絲杠容易發熱。滾珠絲杠熱生產造成的後果是嚴重的,尤其是在開環係統中,它會使進給係統喪失定位精度。目前某些機床用預拉的(de)方法減少絲杠的熱變形。對於采取了(le)上述措(cuò)施仍不能消除的熱變形,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
數控機床工作台(或拖(tuō)板)的位移量十一脈中當量為最小單位的,通常又要求能以基地的速度運動(dòng)。為了使工作台能對數控裝置的指令作出準確(què)響應,就必須采(cǎi)取相應的(de)措施。目前常用的滑動(dòng)導軌、滾動導軌和靜壓導軌在摩擦阻尼特性方麵存在著明顯的差別(bié)。在進給係統(tǒng)中用滾珠(zhū)絲杠代替(tì)滑動絲杠也可(kě)以收到(dào)同樣(yàng)的效果(guǒ)。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(shù)控機床)的加工精度在很大(dà)程(chéng)度上取決(jué)於進給傳動鏈的(de)精度。除了減少傳動齒輪和滾珠(zhū)絲杠的加工誤差之(zhī)外,另一個重要措施是(shì)采用無(wú)間隙傳動副。對於滾珠絲(sī)杠(gàng)螺距的累積誤差,通常采用脈衝補償裝置進行螺距(jù)補償。
四、提高(gāo)機(jī)床的(de)壽(shòu)命和精度保持性
為了提高機床的壽命(mìng)和(hé)精度保持性,在設計時應充分考慮數控機場零(líng)部件的耐磨性,尤其是機床導軌(guǐ)、進給(gěi)伺港機主軸部件等影響進度(dù)的主要零件的耐(nài)磨性。在使用過程中,應保證數控機床各部件潤(rùn)滑良(liáng)好。
五、減少(shǎo)輔助時間和(hé)改善操作性能
數控機床的單件加工中,輔助時間(非切屑時間)占有較(jiào)大的比重。要進一步提(tí)高機床的生(shēng)產率,就(jiù)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(chuáng)采用了多主(zhǔ)軸、多刀架、以(yǐ)及帶刀庫(kù)的(de)自動(dòng)換刀裝置等,以減少換(huàn)刀時間。對於切(qiē)屑用量加大的數控機(jī)床,床身機構必須有利於排屑。