在過去,在零件上加工鋸齒形需要在銑床或拉床(chuáng)上進行一道額外的(de)操作。
這樣就需要在(zài)額外的機床上進行單獨設(shè)置,產生(shēng)額外的勞動力成(chéng)本(用於銑床或拉床操作工),當然還要進行額外(wài)的搬運、移動以及工序之間可能的暫時的零件存放。此外(wài),在進行鋸齒形加工之前(qián),零件可能需要進行中間清理(lǐ)操作。
如果您將零件的鋸齒形加工作為二次操(cāo)作,那麽利用此鋸齒剃刀,您可以簡單地將它作(zuò)為CNC車床上的又一道工序即可。
在(zài)鋸齒形加工開始時,主軸保持靜止(zhǐ),而轉塔則(zé)在Z軸走三道,以漸進級形式形成首先的五個齒以及完全成形的第六(liù)個齒。
該刀具安裝在車床的轉塔上,並沿零件通(tōng)過連續的(de)Z軸衝程形(xíng)成鋸齒。在(zài)該過程開始時,主(zhǔ)軸保持靜(jìng)止,而刀具則運行三道,以漸進(jìn)級形成首先的5個齒以及全形狀的(de)第六個齒。然後主軸分度到(dào)下一個齒位置(需要有一個C軸),其中遞增地形成(chéng)首先的五個齒,並完成最後一個齒。每(měi)次當主軸(zhóu)分度(dù)到下一個齒位置且轉塔走完零件衝程時都完成一個齒的加工。該過(guò)程一直繼續,直到零件分度整個圓且鋸齒形徹底形成(chéng)為止。
一旦(dàn)第一個齒完全成形,主軸就將零件分(fèn)度到下一(yī)個齒位置,轉塔走完又一道,以完成齒的加工。主軸(zhóu)每分度一次,就形成一個完整的齒.分度循(xún)環一直繼續,直至零件完全加(jiā)工出(chū)所需要的(de)鋸齒形狀為止。
該過程(chéng)既簡單又快(kuài)速。例如,對1045號鋼零件的鋸齒加工可以在帶C軸功能的普通CNC車床上用不到(dào)7秒(miǎo)鍾的時間加工好(hǎo)。將鋸齒加工操作結合為一道車床工序(xù)可以簡化零件的處理:該操作不必在額外的(de)機床上進行,避免了不同工序之間零件的清理、額外機床的設置和操作成本以及額外(wài)的零件搬運過程。最重要的一點是,零件在離開車床時是(shì)完全加(jiā)工好的狀態,並且為清理和發送給客戶準備就緒。
根據數控機(jī)床的適用場合和(hé)機構(gòu)特點,對數控機床結構因提出以下要求:
一、較高的機床靜、動剛度
數控機床是按(àn)照數控編程或手動輸(shū)入數據方式提(tí)供的指令自動進行加工(gōng)的。由於機械結構(如機床床身(shēn)、導(dǎo)軌、工作台、刀架和主軸箱等)的幾(jǐ)何精度與(yǔ)變形產生的定位誤差在加工過程中(zhōng)不能為地調整與補償,因此,必須把各處(chù)機械結構部件產生的(de)彈性變(biàn)形(xíng)控製(zhì)在最小限度內,以保證所要求的加工精度與表麵質量。
為(wéi)了提高數控機床主軸的剛度,不但經常采用三支(zhī)撐結構,而且選用(yòng)鋼性很好的雙列短圓柱滾子軸承和角接(jiē)觸向心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。為了提高機床大件的剛度,采用封閉界麵的床身,並采用液力平衡減少移動部件因位置變動造成的機床變形。為了提高機床各部件的接觸剛度,增加機床的承載能力,采用(yòng)刮研的方(fāng)法增加單位麵積(jī)上(shàng)的接觸點,並在結合麵之間施加足夠大的預加載荷,以增加接觸麵積。這些措施都能有效地提高接觸剛度。
為了充分發揮數控機床的高效加工能(néng)力,並能進行穩定切(qiē)削(xuē),在保證靜態剛度的前提(tí)下,還必須(xū)提(tí)高動態剛度。常(cháng)用的措施主要(yào)有提高係統的剛度(dù)、增加阻尼以及(jí)調整構件的自振頻率等(děng)。試驗表明,提高阻尼係數是改善(shàn)抗振性的(de)有效方法。鋼板的焊接(jiē)結構既可以增加靜剛度、減輕結構重量,又可(kě)以增加構件本身的阻尼。因此,近年來在數(shù)控機床上采用了(le)鋼板焊接結構的床身(shēn)、立柱、橫梁和(hé)工作(zuò)台。封砂鑄(zhù)件也有利於振(zhèn)動衰減,對提高抗振性也有較好(hǎo)的效果。
二、減少機床的熱變(biàn)形(xíng)
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(zhī)間的相對運動關係遭到破環,也是機床季度下降。對於數控機床來說,因為全部加工過程是計算的指令控製的,熱變形的影響就更為嚴重。為了減少熱變形,在數控機床結構中通常(cháng)采用以下措施。
(1) 減少發熱
機床(chuáng)內部發熱時產生(shēng)熱變形的主要熱源,應當盡可能地將熱源從主機中分離出去。
(2) 控製溫升(shēng)
在采取了一係列減少熱源的措施(shī)後,熱變形的情況將有所(suǒ)改善。但要完(wán)全消(xiāo)除機床的內外熱源通(tōng)常是十分困難的,甚至是不(bú)可能的。所以必須通過良好的散熱和冷卻來控製溫(wēn)升,以(yǐ)減少熱(rè)源的影(yǐng)響。其中部較有效的方法是在機床的發熱部位強製冷卻,也可以在機床低(dī)溫部分通過加熱的方法,使(shǐ)機床各點的溫度趨於一致,這樣(yàng)可以減少由(yóu)於溫差造成(chéng)的翹曲變形。
(3) 改善機(jī)床機構
在同樣發熱條件(jiàn)下,機床機構對熱變形也有很(hěn)大影響。如數控機床過去采用的單立柱機構有可(kě)能被雙柱機構所代替。由(yóu)於左右對稱,雙立柱機構受熱後的主軸線除產(chǎn)生垂直方向的平移外(wài),其它方向的變形很小,而垂直方向(xiàng)的軸線移動可以方(fāng)便地用一個坐標的修正量進行補償。
軸的熱變形發生在刀具切入的垂直方向上。這就可以使主軸熱(rè)變形對加工直徑的影響降(jiàng)低到最小限度。在結構上還應盡可能減小主軸中心與主軸向地麵的(de)距離(lí),以減(jiǎn)少熱變形的總量,同時應使主軸(zhóu)箱的前後溫升一致,避免主軸變形後出(chū)現傾斜。
數控機(jī)床中(zhōng)的滾?絲杠常在預計(jì)載荷大(dà)、轉速高以及散熱差的(de)條(tiáo)件下工作,因此絲杠容易發熱。滾(gǔn)珠(zhū)絲杠熱生產造成的後果是嚴重的,尤其是在(zài)開環係(xì)統中,它會使進給係統喪失定位精度。目前(qián)某些機(jī)床用預拉的(de)方法減少絲杠的熱變(biàn)形。對於(yú)采取了上述措施仍不能消除的(de)熱變形,可以根據測(cè)量結果由數控係(xì)統(tǒng)發出補償脈衝加以修正。
三、減(jiǎn)少運動(dòng)間的摩擦和消除傳動間隙
數控機床工作(zuò)台(或拖板)的位移量十一脈中當量為最小單位的,通常又要(yào)求能(néng)以基地的速度運(yùn)動。為了使工作台(tái)能(néng)對數控裝置的指令(lìng)作出(chū)準確響應,就必須采(cǎi)取相應的措施。目前常用的滑動導軌、滾(gǔn)動導(dǎo)軌(guǐ)和靜壓導軌在摩擦阻尼特性方麵(miàn)存在著明顯的差別。在進給(gěi)係統中用滾珠絲杠代替滑動絲杠也可以收到同樣的效果。目前,數控機床(chuáng)幾乎無一例外地采用滾珠絲杠傳動。
數(shù)控(kòng)機床(尤其是開環係統的數控機床(chuáng))的加(jiā)工精度在很大程度上取決於進給傳動鏈(liàn)的精度。除(chú)了減少傳動(dòng)齒輪和滾珠絲杠的加工誤差之外,另一個重要措施是采用無(wú)間隙傳動副。對於滾珠絲杠螺距的累積誤差,通常采用脈衝補償裝置進行螺距補償。
四、提高機床(chuáng)的壽命和精度保持性
為了提高機床的壽命和精度(dù)保持性,在設計時應充分考(kǎo)慮數控機場零部件的(de)耐磨性,尤其是機(jī)床(chuáng)導(dǎo)軌、進給伺港機主軸部件等(děng)影響進度的主要零(líng)件(jiàn)的耐(nài)磨(mó)性。在使用過程中,應保證數控機床各部件潤滑良(liáng)好。
五、減少輔助時間和(hé)改善操作性能
數控機床的單件(jiàn)加工中,輔助時間(非切(qiē)屑(xiè)時(shí)間)占有較大的比重(chóng)。要進一步提高機床的生產率,就必須采取促使最大限度(dù)地壓(yā)縮輔助時間。目前已經有很多數控機(jī)床采用(yòng)了多主軸、多刀架、以及帶刀庫的自動換刀裝置等,以減少換刀時間。對於切屑用量加(jiā)大的數控機床,床身機構必(bì)須有利於排屑。