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普通机械加工技术
普通机械加工一般包括车、铣、刨、磨、钻、镗、钳、插、研、抛等工艺,集团内各个研发中心都离不开这些普通工艺技术,具体到实际研产过程中,则包含了由此引申出来的一些具体工艺技术,如:
刀具应用技术、夹具应用技术、新型难加工材料切削加工技术、高速高效切削技术、绿色加工技术等。
我基地具有一定的普通机械加工能力,如何最大限度的发挥它的能力和优势是值得我们探讨和深思的。
一、国内、外以及集团公司情况:
制造业是国民经济的支柱产业。
现在中国已经成为世界加工场,可是我国制造业的人均劳动生产率与美、欧、日等工业发达国家和地区相比还有很大的差距,只为欧、美、日等发达地区和国家的二十分之一左右。
根据中国机床工业年鉴提供的数据,我国工具行业2004年全员劳动生产率为人民币39,366元,人均利润6,750元。
远低于国外工具企业上百万元人民币的年人均劳动生产率。
刀具和切削技术落后是机械制造业劳动生率低下的重要原因之一。
1.刀具应用技术:
1新型硬质合金刀具和超硬刀具已经广泛使用。
目前硬质合金刀具正在发展新的配方,采用新的成形和烧结技术,向着采用纳米技术和超细粉末、开发兼具高硬度和韧性的新型硬质合金刀具的方向发展。
同时超硬刀具在汽车制造业获得了越来越广泛的应用,其中主要是CBN(立方氮化硼),PCD(聚晶金刚石)刀具和陶瓷刀具的应用。
如气缸体缸孔的加工在半精镗和精镗工序中很多就采用了CBN刀片,切削速度可达800m/min,刀具寿命也大为延长。
2广泛开展了涂层刀具的应用:
目前在汽车制造业所用刀具上采用较多的涂层有TiN、TiC、TiCN、TiAlN以及新出现的AlCrN涂层等等,在钻头、铰刀、齿轮滚刀、丝锥上都获得很好的应用效果,汽车行业所用的硬质合金刀具刀片大部分都进行了涂层,刀具寿命明显提高。
目前汽车制造业越来越多的采用铝合金材料,铝件加工越来越多,但某些在铸铁和钢件加工中应用效果较好的涂层,在铝件加工中不一定能取得好的效果,因此现在有的涂层企业开发出了某些更适合于铝件加工的刀具用涂层,如最近就有氮铝化钛加碳化钨的复合涂层,在铝件上加工有较好的效果。
覆有类金刚石涂层的刀具对于加工铝件也有较好的效果,应用在硬质合金刀具上形成和覆盖类金刚石涂层的方法,可使得具有复杂形状、或开有断屑槽的刀具也能具有某些金刚石刀具的加工性能
3复合、组合刀具也得到了充分的应用。
在汽车制造业中为达到高效加工的目的,大量使用了组合式刀具和复合刀具,以简化工序、减少刀具数量、减少换刀时间和降低加工节拍时间,现在,还出现了钻孔和螺纹加工在一起的组合式刀具,这种复合刀具的前部用于钻孔,紧接着是刀具的螺纹加工部分,在螺纹底孔被钻出来后,该刀具即进行螺纹的铣削加工,仅用一把刀具即完成该孔的全部加工,已在发动机气缸体上某些孔的加工中获得应用,以减少换刀的辅助时间,满足生产节拍的要求。
由于在高温、高压、高速下,和在腐蚀性流体介质中工作的零件,其应用的难加工材料越来越多,切削加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。
为了适应这种情况,刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料;进一步发展刀具的气相沉积涂层技术,在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层,更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾;进一步发展可转位刀具的结构;提高刀具的制造精度,减小产品质量的差别,并使刀具的使用实现最佳化。
2.新型难加工材料切削加工技术:
新型难加工材料包括:
热喷涂材料、不锈钢和高温合金、淬硬钢和冷硬铸铁、高猛钢、高强度和超高强度钢、钛合金、石材、工程塑料、复合材料和纤维增强材料、新的难加工工程材料不仅是以上所提到的,还有其它的类型,如纯金属(纯铁、纯铜、纯镍)、高比重合金以及陶瓷等等。
国内外以及集团公司在这些难加工材料的切削加工中,采用了很多方法。
①首先从刀具材料入手,使其成为最活跃的因素。
新刀具材料的出现和应用有力地推动了难加工材料切削加工效率的提高。
当前,新型高速钢有各种超硬高速钢、粉末高速钢和涂层高速钢,切削性能比普通高速钢大为提高。
新型硬质合金有各种添加钽、铌等元素的WC基合金、细晶粒和超细晶粒的WC基合金、TiC基和Ti(C,N)基合金、涂层和稀土硬质合金,还有热压复合陶瓷和超硬刀具材料CBN、金刚石等。
可以分别用于切削各种难加工材料。
应注意工件、刀具材料的合理匹配。
②采用非常规的新切削方法;如:
加热切削法、低温切削法、振动切削、真空中切削、有惰性气体保护下切削、绝缘切削、超高速切削。
③采用特种加工方法;以上切削方法都离不开刀具,即用高硬度材料作为刀具切除较软材料的余量。
本世纪初以来,人们相继研究出一些与上述切削加工原理完全不同的加工方法,如电火花加工、电解加工、超声加工、激光加工、电子束加工、离子束加工等称为特种加工方法。
3高速高效切削技术
目前,大量高速、高效、柔性、复合、环保的国外切削加工新技术不断涌现,使切削加工技术发生了根本的变化。
刀具在航空航天加工领域的应用技术进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的新阶段。
与此形成鲜明对比的是,我国的装备制造业和以制造业为主要服务对象的传统的工具工业却无法满足航空航天工业对现代制造装备和先进加工工艺的要求。
下面结合我国航空航天工业加工技术的现状及发展趋势,着重介绍我国高效、高速切削刀具的生产应用情况,对我国工具工业的发展现状和存在的问题提出一些看法。
㈠.航空航天工业加工技术的现状及发展趋势
1.航空结构件材料的发展趋势及其特点
①以整体件为代表的铝合金结构件
为了提高零件的可靠性、降低成本和减轻重量,传统的铆接结构逐步被整体薄壁的机加工结构件所代替。
这类零件由于大部分是用整体实心铝合金材料制成的薄壁、细筋结构件,70%~95%的材料要在加工中去除掉,而高速切削产生的热量少、切削力小、零件变形小,因此提高生产效率的唯一途径是采用四轴或五轴联动机床进行高速铣削加工。
②以钛基和镍基合金零件为代表的难切削材料零件
由于钛(镍)合金具有比强度高、热强度好、化学活性大等特点,目前飞机发动机重要部件采用钛基和镍基合金材料的逐渐增多。
采用高速切削后,其切削速度可提高到100m/min以上,为常规切削速度的10倍。
这类材料的加工特点是:
切削力大、切削温度高、加工硬化和粘刀现象严重、刀具易磨损。
③以碳纤维复合材料零件为代表的复合材料结构件
复合材料现已成为新一代飞机机体结构主要材料之一,如飞机上的大型整体成形的翼面壁板、带纵墙的整体下翼面等。
主要切削工艺有钻孔和切边。
2.航空结构件的切削加工技术
从航空结构件材料的发展趋势和特点可以看出,航空结构件的切削加工技术主要包括针对铝合金结构件的高速切削加工技术和针对钛(镍)基合金等难加工材料的切削加工技术两个方面。
①铝合金高速切削加工技术
目前,适用于进行铝合金高速切削的加工中心主轴转速一般都在10000r/min以上,有的可高达60000~100000r/min,切削速度可达2000~5000m/min,加工进给速度达2~20m/min,材料的去除率30~40kg/h,工作台的加(减)速度达到1~10g。
近年来,国内两大航空集团的飞机制造骨干企业均进行了大规模的技术改造,引进的数控金切机床总数就已超过500台,绝大多数是从欧洲、美国、日本进口的高速加工机床,但由于高速加工的相关配套技术(如刀具技术、高速加工工艺技术)未能及时跟上,大多数设备在生产中的实际使用主轴转速在10000r/min左右,未能充分发挥设备的效能。
有的企业采用国产刀具仅能在6000r/min以下使用,15000r/min以上必须采用进口刀具。
②难加工材料的切削加工技术
航空动力部门大量采用镍基合金(如Inconel718)和钛合金(如TiAl6V4)制造飞机发动机零件。
对于这些难加工材料,目前国内的切削加工技术水平还比较低,仅少数企业开展了部分研究应用,切削速度仅能达到80~100m/min,还没有在生产中大规模应用。
高速切削刀具材料
高速切削技术的发展过程中,刀具技术起到了非常关键的作用。
高速切削刀具材料和刀具制造技术都发生了巨大的变化,大体上说,目前适合进行高速切削的刀具材料主要有三类:
——各种涂层硬质合金刀具;
——陶瓷刀具;
——超硬材料刀具。
3.高速工具系统
高速切削用的刀具,尤其是高速旋转刀具,由于旋转速度很高,无论从保证加工精度方面考虑,还是从操作安全方面考虑,对它的装夹技术都有很高的要求。
7:
24锥柄、弹簧夹头、螺钉等传统的刀柄形式和刀具的装夹方式已不能满足高速加工的需要。
开发新型的高速工具系统已成为高速切削系统的重要组成部分。
在刀柄方面:
ISO标准的HSK刀柄已成为高速切削刀柄的主流。
在夹紧部位方面:
国外各刀具公司研制开发了液压夹头、热装夹头、压入式夹头等各种刀具夹紧系统。
在刀具安全性技术方面:
按ISO1940/1的规定,旋转刀具的动平衡已达G40等级以上,某些精加工高速铣刀的不平衡质量已达到G2.5级,而美国平衡技术公司推出的刀具动平衡机甚至可平衡到G1.0级。
㈡我国高速切削刀具的现状及存在的问题
1.我国工具行业开发高速切削刀具的现状
近年来,随着我国航空制造业高速加工刀具需求的日益增加,国内工具制造企业加大了自身技术改造的投入力度,针对高速切削加工技术和高速加工刀具开展了一系列的研究开发工作,取得了一定的成效。
下面简要介绍国内几家主要高速加工刀具生产厂的高速刀具开发生产情况:
①株洲钻石切削刀具股份有限公司
该公司研制开发的超微细PVD涂层牌号YBG102、YBG202和CVD涂层牌号YBM351的整体硬质合金铣刀,其转速可达30000r/min,进给速度可达2m/min,已在航空制造企业得到了应用,该公司为飞机舱体结构薄壁件加工开发的三刃整体硬质合金高速铣刀,转速可达15000r/min,已替代进口,形成了国产化。
现正在开发25000~30000r/min的高速铣刀。
②陕西航空硬质合金工具公司
该公司是航空航天行业所属企业。
目前主要为航空制造业开发生产焊接式螺旋刃立铣刀和整体硬质合金铣刀,产品主要供应航空制造企业。
由于目前国内硬质合金材料性能达不到航空企业高速加工的要求,因此,整体硬质合金铣刀的棒料主要依靠进口。
③四平兴工刃具有限公司
该公司在上世纪90年代初在全国首家引进了德国GUHRING公司整体刀具加工生产线,专业从事整体硬质合金棒状刀具的开发和生产。
该厂生产的整体硬质合金刀具产品,已供多家航空制造企业。
该公司的整体硬质合金铣刀的棒料也主要依靠进口。
④自贡硬质合金有限公司成都分公司
该公司为航空制造业提供的刀具主要是整体硬质合金棒状刀具,以整体硬质合金立铣刀为主,其生产的单齿高速整体硬质合金立铣刀,转速可达8000~12000r/min,加工钛合金的立铣刀,切削速度可达40m/min,该公司用于高速切削的整体硬质合金铣刀的棒料也主要依靠进口。
⑤森泰英格(成都)数控刀具有限公司
该公司开发生产的高速加工用HSK热装柄工具系统已达到国外同类产品的水平。
⑥哈尔滨量具刃具集团有限公司
该公司下属的子公司凯狮-林克斯(KELCHLINKS)公司主要生产销售高效高精度卡具和刀具热套装设备等产品。
其中,HSK刀柄可接受批量订货。
此外,近年来,成都工具研究所、成量集团公司、上海工具厂有限公司等工具行业的骨干企业,围绕高速加工技术,在硬质合金材料、涂层和刀具加工等方面也加大了技改的投入力度,取得了初步成效,已开始为航空航天工业提供产品和技术。
2.目前我国高速切削刀具发展所存在的问题
目前,我国现代制造业所需的高精度、高效率、高可靠性刃具产品和加工技术,80%以上依靠进口,我国刀具行业无法满足航空工业高速加工需要的原因主要在以下几方面:
①对发展现代刀具工业的必要性和紧迫性缺乏认识
我国刀具企业中的国有大中型企业,在长期计划经济的条件下生产千篇一律的标准化刀具,形成了墨守成规的惯性。
近年来,虽然看到了国外刀具工业在技术上的飞速进步,却没有认清现代制造业需要的是“三高一专(高精度、高效率、高可靠性和专业化)”现代刀具。
十几年来虽然引进了一些先进技术和装备,但是,这些装备一是总量不够,二是其中很大一部分被用到了标准刀具的生产线,继续生产千篇一律的标准化刀具,对发展现代刀具工业的必要性和紧迫性缺乏认识。
②对现代刀具工业“高起点、大投入、规模化、国际化”的发展特点认识不足,投入强度过低,也影响了发展
由于业内人士对现代刀具工业“高起点、大投入、规模化、国际化”的发展特点认识不足,导致投入强度过低。
国际上的刀具巨头,其资产超过主机厂的比比皆是。
多则几十亿美元,少的也有几亿美元。
我国刀具工业从全行业的结构看,要形成少数大而强、多数小而专的合理格局。
但是,从全局范围看,少数几家领头羊的投资规模,10~15亿元人民币是最低的门槛。
没有这样的投入强度,不能建成真正意义上的现代刀具工业,也满足不了我国现代制造业的发展需求。
这里想要特别强调的是,发展现代工具制造业面临着掌握开发高性能新型工具材料,新型表面涂层技术和刀具专用数字化制造技术的严峻挑战,引进国外先进装备的代价十分高昂只是问题的一个方面,实际上很多新材料、新涂层和制造软技术都面临跨国集团的技术封锁,必须自行开发和掌握。
因此,消化吸收国外先进技术,在这个基础上培养人才,自主创新,树立品牌,取得用户认同,需要有一个过程。
按照目前大多数国有工具企业用贷款搞技改的投资方式,往往五年内要求还本付息,使得工具企业只能把主要投入放在市场成熟,风险较小的传统标准刀具方面,现代硬质合金高效刀具的发展受到了投资体制的严重制约。
希望国家从政策层面,鼓励风险投资进入装备行业,有力地促进现代高效刀具的发展,没有这种风险投资的有力支持,中国工具工业难以强大起来,也不可能对航空航天工业以及现代制造业的发展真正形成有力的支持。
③我国刀具行业自主研发和创新能力与国外相比存在较大差距
首先,作为主要刀具材料的硬质合金牌号开发与国外产品有较大的差距,影响着整体切削水平的提高。
目前,仅有株洲钻石切削刀具有限公司、自贡硬质合金有限公司、成都工具研究所等少数单位的个别牌号其性能接近国外产品,并且新牌号创新和升级的速度缓慢,使我国量大面广的一般机械加工行业的切削水平普遍处于低速、低效的状态。
其次,在涂层技术方面,除成都工具研究所自行开发涂层技术和设备外,我国既缺少基础理论研究,又缺少应用技术及设备的开发,行业内基本上都走引进设备、引进技术一条路。
第三,在刀具结构创新方面,基本上是空白,在去年的CIMT2005国际机床展览会上,很难发现有我国原创的刀具产品。
其原因还与我国刀具工业的主体仍处于生产传统标准刀具的模式之中。
通用标准刀具的产量产值仍占各大刀具公司的绝大部分。
我国切削技术和刀具的落后,还表现在我国刀具工业的结构上,在我国只有个别刀具公司真正具备硬质合金刀具材料和涂层这两项核心技术,多数刀具厂都缺少硬质合金材料这项核心技术,有些刀具厂虽然引进了涂层设备,但不具备开发能力,制约着刀具公司进一步做大、做强。
④不规范的市场环境,导致劣质低价产品恶性竞争
众所周知,切削刀具的主要材料高速钢和硬质合金,都要以金属钨和其他稀有合金元素为原料炼制。
而钨资源在全球是一种稀缺资源,但在我国的蕴藏量居世界第一。
这本来为我国发展优质刀具材料提供了一个得天独厚的条件,但遗憾的是,这个优势非但没有得到发挥,反而被一些人利用走向了反面。
这些人对钨资源的“乱采滥伐”造成了开采和流通秩序的混乱,大量低价的钨精矿流向国际和国内市场,造成价格的大幅度下跌。
加速了资源的枯竭,生态环境的恶化,国有重点矿山受到严重破坏。
这种现象若任其发展,损害的不仅是一个行业的利益,还会从根本上动摇社会主义市场经济健康发展的基础。
在当前的新形势下,过去沿用的“不惜一切代价出口创汇”的指导方针应予改变。
要按照中央提出的科学发展观,既要鼓励出口,还要重视出口的效益,以及对国民经济可持续发展的影响,刀具行业这种低档产品大量出口,以浪费资源、能源和损害环境为代价,谋取一些局部利益的做法,应予改变。
建议政府在出口政策方面,按照形势的变化,适时进行调整。
鼓励和引导企业从低档产品盲目发展和削价竞销的旋涡中解脱出来,走上一条健康发展的道路。
㈢结束语
历史的经验证明,一个产业的核心技术是无法通过交换得来的,要得到核心技术,唯一途径是提高自主创新能力。
党的十六届五中全会,对我国在“十一五”时期的发展战略和目标做出重要部署,提出要坚定不移地以科学发展观统领经济社会发展全局,把提高自主创新能力作为调整经济结构,转变经济增长方式的中心环节;要形成一批拥有自主知识产权和知名品牌、国际竞争力较强的优势企业,加快发展包括装备制造业在内的先进制造业,发挥制造业对经济发展的重要支撑作用,实现经济社会的全面协调可持续发展。
这一重要发展战略的提出,为我国装备制造业的进一步发展指明了方向。
工具工业作为我国装备制造业的一部分,就必须瞄准我国制造业的需要,立足于提高自主创新能力,开始高起点发展,为国民经济健康、快速、协调发展服务。
二、基地现状
2.1普通机械加工拥有的设备及加工能力等。
公司拥有立式加工中心12台、数控铣1台、数控雕铣机一台、万能工具铣24台、台湾炮塔式铣床10台;数控车2台、精密普通车床10台、普通车床14台;牛头刨床1台;外圆磨床1台、外能工具磨1台、卧轴矩台平面磨1台;台式钻床1台、摇臂钻床1台、圆柱立式钻床1台、攻丝机4台、剪板机1台、折边机1台;立卧式带锯机各1台。
其中车、铣是目前基地加工能力最强的两个工种,其精密设备加工、定位精度可达到±0.005mm。
同时刨、磨、钻、镗、钳、插、研、抛等工艺技术也具备一定的能力,是强有力的补充。
2.2刀具应用技术。
比较前几年,近几年在刀具应用技术方面有了很大的提高。
首先在刀具的购买上完全改变了“好刀贵,普通刀具慢慢啃”的老观念。
在精密及批量产品的加工过程中,硬质合金刀具及进口刀具的使用比例越来越高;在刀具种类上组合刀具、复合刀具以及成型刀具也用的越来越广了。
同时,在刀具的再利用上也开始进行研究,专门配备了磨刀机;针对金刚石刀具刃磨困难的问题,开展了电加工刃磨等技术的摸索和实际运用等等,都取得了一定的成果。
但是目前基地在刀具制造与应用研究方面做的还很不够
虽然在刀具使用上已经有了一些认识,但相比刀具技术日新月异的发展,我们还得加快步伐,紧跟新的刀具材料和新的刀具结构发展,时刻掌握好刀具这把利器。
2.3新型难加工材料切削加工技术
我基地新型难加工材料使用的较少,主要是一些钛合金,高温合金,目前这两种材料的切削加工技术已比较成熟了,主要体现在刀具材料的选配上以及一些攻丝刀具的选择上。
铝基碳化硅材料在国内制坯的公司比较多,但是针对性的研究此材料的切削加工技术的不多,诚远公司对其机械切削加工进行了一系列的尝试。
铝基碳化硅是第三代电子封装材料,其显著的特点是重量轻,热导率高、线性膨胀系数低,原材料成本低,是一种高科技产品,在应用上会取代钨铜、钼铜合金等电子封装材料。
本项目开发的产品是国防科技工业的急需关键部件,将来会逐步扩展到民用产品应用领域,应用前景广阔。
诚远公司2010年开始就对某红外制导仪框架(铝基碳化硅材料)进行了整套试制,摸索并总结了一些经验。
该公司采用的是金刚石刀具,利用数控加工中心和数控车床对内腔进行粗加工和精加工。
铣削时,φ10两齿立铣刀,切削深度a=0.10mm,转速S=12000r/min,进给F=600mm/min;车削时(进给量f=0.12mm/r,切削深度a=0.10mm),当切削速度V=30~40m/min时,可获得良好的综合效益。
本批试制零件在车铣加工的基础上,配以电加工、钳工等工序补充,最终顺利完成。
其关键尺寸精度控制在±0.02,表面粗糙度Ra1.6~3.2,产品获得了用户的肯定,样机组装后进行了相关实验,并一次获得成功。
铝基碳化硅材料在加工过程中也遇到了一些瓶颈,首先是高的刀具购买成本和二次刃磨成本;小孔的加工、攻丝,以及高质量的表面粗糙度等等。
这些都有待我们进一步探索研究。
2.4高速高效切削技术
我基地的军工产品其材料80%是铝合金,所使用的设备如加工中心最高转速为8000r/min,加工进给速度1.5m/min,常用刀具加工铝合金主轴功率利用率达15%;材料去除率达150cm3。
而目前国内,适用于进行铝合金高速切削的加工中心主轴转速一般都在10000r/min以上,有的可高达60000~100000r/min,切削速度可达2000~5000m/min,加工进给速度达2~20m/min,材料的去除率30~40kg/h,工作台的加(减)速度达到1~10g。
可见在高速高效方面我们与国内还存在不小的差距,着力发展高速高效切削加工技术,对提高基地的加工效率和总体盈利能力有着重要的作用。
2.5夹具应用技术及绿色加工技术
为了适应高效高速加工,辅助工具也是十分重要的手段,基地现在也丰富了夹具的使用范围,组合夹具、磁力夹具、真空吸盘、高速夹头等新兴夹具都投入了使用。
目前在国内,组合夹具在机械加工中心的应用中,为了提高其强度,已经从槽系发展成为孔系。
目前比较典型的是EROWA和3R组合工具的应用,已经从电加工,发展到机械加工中心上,不仅加快了节奏,更重要的是达到了高精度,这些工具从原来的模具电加工发展到了切削加工领域。
在带柄的切削工具方面所需的刀柄,也在配合高效率、高精度切削加工的过程中发展了新型的结构,例如液压的、塑料的,现在又广泛采用热装的刀柄,其夹紧的精度明显提高,达到2~3μm。
现在这种装置已经成熟,例如德国的ZOLLER公司已经将这样的装置直接安装在对刀仪上,说明此项技术又向前推进了一步。
工具的进步为高效加工提供了有力的支持。
我基地响应两型社会的号召,同时为了实现切削冷却润滑技术的少或无污染,也应该尝试并运用新的切削冷却技术,如:
润滑如最小量(微量)润滑(MinimalQuantityLubrication,MQL)技术、雾化冷却润滑技术、液体射流冷却润滑技术、低温冷风冷却技术、液氮冷却干式切削技术及干式静电冷却技术等。
基地发展需求情况:
针对基地现有的普通机械加工技术情况以及十二五规划,列出以下三点发展需求:
1.加大对高速加工设备的投入;如高速切削CNC机床其特点主要有如下几点:
(1)高稳定性的机床支撑部件高速切削机床的床身等支撑部件应具有很好的动、静刚度,热刚度和最佳的阻尼特性。
大部分机床都采用高质量、高刚性和高抗张性的灰铸铁作为支撑部件材料,有的机床公司还在底座中添加高阻尼特性的聚合物混凝土,以增加其抗振性和热稳定性,不但保证机床精度稳定,也防止切削时刀具振颤;采用封闭式床身设计,整体铸造床身,对称床身结构并配有密布的加强筋,如德国DeckelMaho公司的桥式结构或龙门结构的DMC系列高速立式加工中心,美国Bridgeport公司的VMC系列立式加工中心,日本日立精机VS系列高速加工中心,使机床获得了在静态和动态方面更大限度的稳定性。
一些机床公司的研发部门在设计过程中,还采用模态分析和有限元结构计算,优化了结构,使机床支撑部件更加稳定可靠。
(2)高速主轴系统高速主轴是高速切削技术最重要的关键技术,也是高速切削机床最重要的部件。
要求动平衡性很高,刚性好,回转精度高,有良好的热稳定性,能传递足够的力矩和功率,能承受高的离心力,带有准确的测温装置和高效的冷却装置。
高速切削一般要求主轴转速能力不小于40000r/min,主轴功率大于15kW。
通常采用主轴电机一体化的电主轴部件,实现无中间环节的直接传动,电机大多采用感应式集成主轴电动机。
而随着技术的进步,新近开发出一种使用稀有材料铌的永磁电机,该电机能更高效,大功率地传递扭矩,且传递扭矩大。
易于对使用中产生的温升进行在线控制,且冷却简单,不用安装昂贵的冷却器,加之电动机体积小,结构紧凑,所以大有
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