預(yù)測(cè)數(shù)控機(jī)床功能部件未來發(fā)展方向,“湖南佳恩數(shù)控機(jī)床有限公司”在汲取國內(nèi)外同行先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)開發(fā)出CK系列數(shù)控:儀表車床、精密車床、專用機(jī)床等產(chǎn)品;產(chǎn)品突出高鋼性、高精度、高效率、低噪音和外形美觀等特點(diǎn)。
數(shù)控機(jī)床發(fā)展的水平高低,其數(shù)控機(jī)床功能部件起到了極其重要的作用。數(shù)控機(jī)床功能部件涵蓋了眾多方面,包括數(shù)控系統(tǒng)、刀庫、數(shù)控刀架和轉(zhuǎn)臺(tái)、五軸聯(lián)動(dòng)擺頭,主軸、電主軸、滾珠絲杠副和滾動(dòng)導(dǎo)軌副、高速防護(hù)等。近幾年來我國數(shù)控機(jī)床功能部件的發(fā)展取得了極大的進(jìn)步,功能部件的發(fā)展和其專業(yè)化生產(chǎn)為機(jī)床制造廠提供功能完善、品質(zhì)優(yōu)良、運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化且性價(jià)比合適的選件,縮短機(jī)床新產(chǎn)品開發(fā)和制造周期,為數(shù)控機(jī)床的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1、五軸聯(lián)動(dòng)功能部件
五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床是機(jī)床發(fā)展的主要趨勢(shì),作為五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床關(guān)鍵功能部件的擺角頭在本屆展會(huì)上有多家展出,其中展出的“帶方滑枕的B/C機(jī)械式擺角頭”其主要參數(shù)如下:C軸最大進(jìn)給速度(快速)3600。/min,C軸最大輸出扭矩7500Nm,B軸最大進(jìn)給速度(快速)21600/min,B軸最大輸出扭矩7500Nm,擺角頭主軸最高轉(zhuǎn)速3000r/min,擺角頭主軸最大輸出功率40kW。
直驅(qū)式雙擺銑頭,該銑頭是采用直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)的雙擺銑頭,內(nèi)置特殊開發(fā)的大扭矩直驅(qū)電機(jī)一力矩電機(jī),可提供更高的動(dòng)態(tài)性能。區(qū)別于傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)或蝸輪蝸桿傳動(dòng)方式,雙擺銑頭沒有任何機(jī)械傳動(dòng)部件,因此具有良好的精度保持性?;诤?jiǎn)單而對(duì)稱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),所有部件、電機(jī)、軸承、主軸完美地結(jié)合在一起,可獲得更高的穩(wěn)定性和系統(tǒng)剛性。采用彈性變形液壓夾緊裝置,使得旋轉(zhuǎn)軸可以在任何加工位置液壓夾緊,可應(yīng)用在重型切削和高速切削中。采用先進(jìn)的靜態(tài)密封和旋轉(zhuǎn)密封技術(shù),水、油、氣路完全集中在部件內(nèi)部,不受旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的限制。閉環(huán)的高精度編碼器及總線式高精度驅(qū)動(dòng)控制器,最大限度的保證其控制精度和可靠性。其主要參數(shù)為:額定扭矩:A軸500Nm~1200Nm、C軸1500Nm;定位精度:5”,l0”;擺角范圍:A軸士ll0°、C軸士360°;主軸額定轉(zhuǎn)速:l000rpm~2000rpm;主軸最高轉(zhuǎn)速:6000rpm~20000rpm。
2、滾珠絲杠與線性導(dǎo)軌
滾珠絲杠、線性導(dǎo)軌作為數(shù)控機(jī)床最常見的功能部件,經(jīng)過多年的發(fā)展,國產(chǎn)技術(shù)已日漸成熟,并且己接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。滾珠絲杠、線性導(dǎo)軌作為機(jī)床的傳動(dòng)部件其性能的優(yōu)劣很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的精度和精度保持性,因此絲杠、線性導(dǎo)軌制造水平的高低也影響了整個(gè)機(jī)床制造業(yè)的發(fā)展水平。隨著數(shù)控機(jī)床發(fā)展水平的提高,對(duì)滾珠絲杠、線性導(dǎo)軌等機(jī)床功能部件提出了更高的要求,高速、高精、重載成為滾珠絲杠和線性導(dǎo)軌的發(fā)展方向。從本屆展會(huì)也可以看到這種趨勢(shì)。
據(jù)了解,國產(chǎn)的塊式高速精密滾珠絲杠副速度可達(dá)36~60m/min,DN值可達(dá)150000。THK公司展出的產(chǎn)品為高速重載滾珠絲桿SBKH系列,直徑63mm~120mm,最大負(fù)荷406kN,線性導(dǎo)軌為SRG-L系列,采用8列滾珠,上下各4列,減小了滾珠直徑,加大了滑塊長(zhǎng)度,從而獲得了更高的剛性和移動(dòng)平穩(wěn)性。
3、機(jī)床的防護(hù)
機(jī)床防護(hù)罩是用來保護(hù)機(jī)床的.他可以保護(hù)機(jī)床的表面和內(nèi)部的精密部件如絲杠,光柵等不受外界的腐蝕和破壞。隨著機(jī)械設(shè)備的不斷完善,防護(hù)系統(tǒng)的要求也相應(yīng)提高,特別是伺服電機(jī)的使用使加工機(jī)械的速度越來越高,對(duì)防護(hù)的速度要求也愈來愈高。VHl00高速立式加工中心Y軸快速移動(dòng)速度高達(dá)120m/min,原來常規(guī)的防護(hù)措施已不能滿足需要,因此采用了新穎的鋼帶全封閉式防護(hù),取得了很好的效果。高速、可靠是今后機(jī)床防護(hù)發(fā)展的趨勢(shì)。
4、直線電機(jī)
機(jī)床上傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”進(jìn)給傳統(tǒng)方式由于受自身結(jié)構(gòu)的限制,在進(jìn)給速度,加速度,快速定位精度等方面很難有突破性的提高,無法滿足高速切削和超精密加工對(duì)機(jī)床提出的更高要求。直線電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能,而且不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。具有啟動(dòng)推力大,傳動(dòng)剛度高,定位精度高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,行程長(zhǎng)度不受限制等優(yōu)點(diǎn)。
由于系統(tǒng)中取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳動(dòng)件(如絲杠等),使整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)響應(yīng)性能大大提高,反應(yīng)異常靈敏。直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的間隙和誤差,減少了插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)因傳動(dòng)系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。由于無中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),降低了運(yùn)動(dòng)噪音。消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗,極大地提高了傳動(dòng)效率。
生產(chǎn)的直線電機(jī)其額定推力500~12000N,最高速度高達(dá)240rn/min.,該電機(jī)具有極高的精度,并且?guī)в懈咝Ю鋮s系統(tǒng)及溫度控制保護(hù),安裝簡(jiǎn)單方便,為廣大機(jī)床廠家提供了優(yōu)良的功能部件。用直線電機(jī)取代“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”的傳動(dòng)方式必將成為機(jī)床發(fā)展的一種趨勢(shì)。
5、新型功能部件
據(jù)有關(guān)報(bào)道,我國現(xiàn)階段數(shù)控機(jī)床功能部件品種有1500余種之多,隨著機(jī)床制造業(yè)的發(fā)展對(duì)機(jī)床功能部件的要求愈來愈高,功能的要求也越發(fā)的完善,因此新型功能部件層出不窮。
生產(chǎn)的XQ-自動(dòng)平衡系統(tǒng)就是一種新型功能部件,廣泛應(yīng)用于立式、臥式加工中心,立式車床,立式磨床,龍門機(jī)床等多種產(chǎn)品。該系統(tǒng)是利用蓄能器原理,控制平衡缸配合主軸頭之伺服電機(jī)上升下降,平衡主軸頭之重量,以達(dá)到高速度、高精度加工。它替代了傳統(tǒng)的液壓配重和配重鐵形式,無需外動(dòng)力設(shè)備,節(jié)省能源,屬于國家大力提倡的節(jié)能降耗產(chǎn)品。適應(yīng)高轉(zhuǎn)速時(shí)快速平穩(wěn)提升或下降,運(yùn)行無噪音,改善配重及油壓系統(tǒng)之缺點(diǎn)。在加工過程中可使精度和光潔度大幅提升,減除微振動(dòng),并延長(zhǎng)絲杠和電機(jī)使用壽命。該系統(tǒng)平衡重量最大為5500k9,最大容積為80L,安裝簡(jiǎn)單,操作方便,可提高工作實(shí)效。
6、總結(jié)
高速、高精、五軸聯(lián)動(dòng)、復(fù)合型機(jī)床是未來機(jī)床發(fā)展的主方向,機(jī)床功能部件必然圍繞這一主題進(jìn)行發(fā)展,這樣才能滿足機(jī)床制造廠家的需求。相信在各方面重視和努力下,數(shù)控機(jī)床的先進(jìn)功能部件的研發(fā)和生產(chǎn)將以更堅(jiān)實(shí)的步伐向振興我國機(jī)床產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)邁進(jìn)。
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