數(shù)控銑床從加工功能上分為許多種機(jī)型不同機(jī)床,每個(gè)人使用的習(xí)慣也不同。下面我從機(jī)床結(jié)構(gòu)角度出發(fā)談?wù)勎依斫獾臄?shù)控銑床加工中心的一些功能和參數(shù)。
1、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng):計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱CNC)是用計(jì)算機(jī)控制加工功能,實(shí)現(xiàn)數(shù)值控制的系統(tǒng),能夠?qū)⒖刂平橘|(zhì)(信息載體)上的數(shù)控代碼傳遞并存人數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行運(yùn)算、檢測(cè)、反饋,對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。1:11
CNC系統(tǒng)由程序、輸人/輸出裝置、CNC裝置、PLC、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給(伺服)驅(qū)動(dòng)裝置組成。本節(jié)主要介紹輸入裝置中的控制面板和傳輸方式。
(1)外部機(jī)床控制面板可分為固定式和懸掛式兩種??刂泼姘迨菙?shù)控銑床人機(jī)對(duì)話的界面,操作者通過(guò)控制面板輸入控制指令,運(yùn)用機(jī)器語(yǔ)言提出需要完成的動(dòng)作,計(jì)算機(jī)通過(guò)內(nèi)部運(yùn)算,向運(yùn)動(dòng)部件發(fā)出命令,運(yùn)動(dòng)部件按命令動(dòng)作,這樣就完成了一個(gè)加工過(guò)程。所有的加工過(guò)程,都必須通過(guò)控制面板操作。操作者還以通過(guò)控制面板對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控,可以從屏幕上檢查到程序的執(zhí)行狀況0不同的操作系統(tǒng)其控制面板有差異,這在機(jī)床的操作指南中有詳細(xì)說(shuō)明。打開(kāi)百度App,看更多圖片
(2)輸人數(shù)控加工程序,可以通過(guò)控制面板直接輸入數(shù)控系統(tǒng),還可以由編程計(jì)算機(jī)用RS-232C或采用網(wǎng)絡(luò)通信方式傳送到數(shù)控系統(tǒng)中。如西門子公司的SINUMERIK3 或SI - NUMERIK8系統(tǒng)設(shè)有 V24 ( RS - 232C )/20mA 接口。SINUMERIK850/880系統(tǒng)有RS -232C接口外,還設(shè)有SINEC H1和MAP網(wǎng)絡(luò)接口。FAUNC15系統(tǒng)有Rs-422接口和MAP3.0接口,以便接入工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)。
輸人數(shù)控加工程序過(guò)程有兩種不同的方式:一種是邊讀人邊加工,另一種是一次將零件加工的程序全部讀入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的存儲(chǔ)器中,加工時(shí)再?gòu)拇鎯?chǔ)器中逐段調(diào)出進(jìn)行加工。對(duì)于形狀較簡(jiǎn)單的模具加工,通常采用手工編程,邊讀入邊加工,可及時(shí)調(diào)整加工狀態(tài),但易遺漏加工內(nèi)容。形狀復(fù)雜的模具,一般進(jìn)行自動(dòng)編程(ATP)或CAD/CAM設(shè)計(jì),不采用手工輸入的方法,缺點(diǎn)是糾錯(cuò)較難。
2、主傳動(dòng)系統(tǒng):數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)是指數(shù)控銑床的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)。數(shù)控銑床的主軸運(yùn)動(dòng)是機(jī)床的成型運(yùn)動(dòng)之一,它的精度決定了零件的加工精度。通常模具加工的特點(diǎn)是:表面精度高;材料切削性能差;形狀復(fù)雜;切削量大。根據(jù)模具加工的特點(diǎn),數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)注意以下主要參數(shù):
(1)主軸電動(dòng)機(jī)功率與轉(zhuǎn)矩。它反映了數(shù)控機(jī)床的切削效率,也從一個(gè)側(cè)面反映了機(jī)床的剛性。同一規(guī)格的不同機(jī)床,電動(dòng)機(jī)功率可以相差很大。應(yīng)根據(jù)工件毛坯余量、所要求的切削力、加工精度和刀具等進(jìn)行綜合考慮。
(2)主軸轉(zhuǎn)速。需要高速切削或超低速切削時(shí),應(yīng)關(guān)注主軸的轉(zhuǎn)速范圍,特別是高速切削時(shí),既要有高的主軸轉(zhuǎn)速,還要具備與主軸轉(zhuǎn)速相匹配的進(jìn)給速度。
(3)精度選擇。機(jī)床的精度等級(jí)主要是定位精度、重復(fù)定位精度、銑圓精度。數(shù)控精度通常用定位精度和重復(fù)定位精度來(lái)衡量,特別是重復(fù)定位精度,它反映了坐標(biāo)軸的定位穩(wěn)定性,是衡量該軸是否穩(wěn)定可靠工作的基本指標(biāo)。特別值得注意的是,因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)不同、規(guī)定數(shù)值不同、檢測(cè)方法不同,所以數(shù)值的含義也就不同???、樣本、合格證所列出的單位長(zhǎng)度上允許的正負(fù)值(如:±0.01/300)有時(shí)是不明確的,一定要弄清是ISO標(biāo)準(zhǔn)、VDI/DGQ344I82(德國(guó)標(biāo)準(zhǔn))、JIS(日本標(biāo)準(zhǔn))還是NMTBA(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn))。進(jìn)而分析各種不同標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的檢測(cè)計(jì)算方法和檢測(cè)環(huán)境條件,才不會(huì)產(chǎn)生誤解。銑圓精度是綜合評(píng)價(jià)數(shù)控機(jī)床有關(guān)數(shù)控軸的伺服跟隨運(yùn)動(dòng)特性和數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)功能的主要指標(biāo)之一。一些大孔和大圓弧可以采用圓弧插補(bǔ)用立銑刀銑削,不論典型工件是否有此需要,為了將來(lái)可能的需要及更好地控制精度,必須重視這一指標(biāo)。
(4)主軸的傳動(dòng)形式:主軸的傳動(dòng)形式有:變速齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)和調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸傳動(dòng),廠般大、中型數(shù)控銑床常采用變速齒輪傳動(dòng),能夠滿足主軸輸出扭矩特性的要求,可以獲得強(qiáng)力切削時(shí)所需要的扭矩。帶傳動(dòng)多用于中、小型數(shù)控銑床,一般采用多楔皮帶和同步齒形帶,可避免齒輪傳動(dòng)引起的振動(dòng)和噪聲。調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸傳動(dòng),大大簡(jiǎn)化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu),有效地提高了主軸部件的剛度,但主軸輸出的扭矩小,電動(dòng)機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸的精度影響較大。
(5)主軸錐度。主軸錐度有BT-40型和CT -40型,刀柄的鍵槽形式要按主軸錐度選擇。主軸刀具的夾持可以采用蝶形彈簧和拉桿結(jié)合的方式。
(6)主軸定向。一般選用任意角度的主軸準(zhǔn)停裝置。
3、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng):數(shù)控銑床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)承擔(dān)了機(jī)床各直線坐標(biāo)軸、回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸的定位和切削進(jìn)給,直接影響整個(gè)機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)和精度指標(biāo)。目前數(shù)控鏡床U、Z三軸基本采用高精度滾珠絲杠、從伺服馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)方式,具有較大的傳動(dòng)力、較小的震動(dòng)和裝配間隙。主要參數(shù)有:切削進(jìn)給速度(^2軸);快速進(jìn)給速度軸);滾珠絲杠尺寸(WZ軸);導(dǎo)軌;行程。在機(jī)床每個(gè)軸的兩端裝有限位開(kāi)關(guān),以防止刀具移出端點(diǎn)之外。刀具能移動(dòng)的范圍稱為行程,行程包括橫向行程(X軸)、縱向行程(Y軸)和垂直行程(Z軸)。
4、自動(dòng)換刀裝置(ATC):目前加工中心上大量使用的是帶有刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置,主要參數(shù)如下:
(1)刀庫(kù)容量:刀庫(kù)容量以滿足一個(gè)復(fù)雜加工零件對(duì)刀具的需要為原則。應(yīng)根據(jù)典型工件的工藝分析算出加工零件所需的全部刀具數(shù),由此來(lái)選擇刀庫(kù)數(shù)量。
(2)刀庫(kù)形式:數(shù)控銑床的刀庫(kù)形式按結(jié)構(gòu)可分為圓盤式刀庫(kù)、鏈?zhǔn)降稁?kù)和箱格式刀庫(kù)。按設(shè)置部位可分為頂置式、側(cè)置式、懸掛式和落地式等。
(3)刀具選擇方式:數(shù)控恍床的刀具選擇方式主要有機(jī)械手換刀和無(wú)機(jī)械手換刀??梢愿鶕?jù)不同的要求配置不同形式的機(jī)械手。ATC的選擇主要考慮換刀時(shí)間和可靠性。換刀時(shí)間短可提高生產(chǎn)率,但一般換刀裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高、成本高,過(guò)分強(qiáng)調(diào)換刀時(shí)間會(huì)使故障率上升。據(jù)統(tǒng)計(jì),加工中心的故障中約有50%與ATC有關(guān),因此在滿足使用要求的前提下,盡量選用可靠性高的ATC,以降低故障率和整機(jī)成本。
(4)最大刀具直徑(無(wú)相鄰刀具時(shí))。刀具直徑大于240 mm時(shí),不能使用自動(dòng)換刀功能。刀具直徑大于120mm時(shí),要注意與POT的干涉,避免自動(dòng)換刀時(shí)因干涉而掉刀,導(dǎo)致刀具或機(jī)構(gòu)損壞。
(5)最大刀具長(zhǎng)度。
(6)最大刀具質(zhì)量。刀具質(zhì)量大于加20kg時(shí),不能使用自動(dòng)換刀功能,否則將導(dǎo)致刀具的刀臂、工作臺(tái)及其他機(jī)構(gòu)損壞。
5、冷卻裝置:數(shù)控銑床冷卻形式較多,部分帶有全防護(hù)罩的加工中心配有大流量的淋浴式冷卻裝置,有的還配有刀具內(nèi)冷裝置(通過(guò)主軸的刀具內(nèi)冷方式或外接刀具內(nèi)冷方式),部分加工中心上述多種冷卻方式均配置。精度較高、特殊材料或加工余量較大的零件,在加工過(guò)程中,必須充分冷卻,否則,加工引起的熱變形將影響精度和生產(chǎn)效率。一般應(yīng)根據(jù)工件、刀具及切削參數(shù)等實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
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