在过去,在零件上加工锯齿形需要在铣床或拉床上进行一道(dào)额外的操作(zuò)。
这(zhè)样就需要在(zài)额外的机床上(shàng)进行单独设置,产(chǎn)生额(é)外的劳动力成本(用于(yú)铣床或拉床操作工),当然还要进行额外的(de)搬运、移动以及工序之间可能的(de)暂时的零件存(cún)放。此外,在进行锯齿形加工(gōng)之前,零件(jiàn)可能需要进行(háng)中(zhōng)间清理操作。
如果您将零件的锯齿形加工作为二次操作,那么利用(yòng)此(cǐ)锯齿剃刀,您可以简单地将它作为CNC车床上的又一道工序即可。
在(zài)锯齿形加工开始时,主轴保持静止,而转塔则在Z轴走三道,以渐进级形式形成首先的五个(gè)齿(chǐ)以(yǐ)及完全成形的第六个齿。
该刀(dāo)具(jù)安装在车床(chuáng)的转塔上(shàng),并沿零件通过连续的Z轴冲程形成锯齿。在该过程开始时,主轴保持静止,而刀具则运行三道,以渐进级形成首先的5个齿以及全形状的第六个(gè)齿。然(rán)后主轴分度到下一个(gè)齿位置(需要有一个C轴),其中递(dì)增地形成首先(xiān)的五个齿,并完成最后一个(gè)齿。每次当主轴分度到下一(yī)个齿位(wèi)置且转塔走完零件冲程时都(dōu)完成一(yī)个齿的加工。该过程一直继续(xù),直(zhí)到零件分度整个圆且锯齿形彻底(dǐ)形成为止。
一旦第一个齿(chǐ)完(wán)全成形,主轴就将零件分度到下一个(gè)齿位置,转塔走完又一道,以完成齿的加工。主轴每分度一次(cì),就形成一个完整的齿.分度循环(huán)一直继续,直至零件完全加工出所(suǒ)需要的锯(jù)齿形(xíng)状(zhuàng)为止。
该过程既简单又(yòu)快速。例如,对1045号钢零件的锯齿(chǐ)加工可以在带C轴功能的普通CNC车床上用(yòng)不(bú)到7秒钟的时间加工好。将锯齿(chǐ)加工操作结合为一道车床工序可以简化零件的处理(lǐ):该操作不必在(zài)额外的机床上进行,避免了不同工序之间零件的清理、额(é)外(wài)机床(chuáng)的设置和(hé)操作(zuò)成本(běn)以及(jí)额外的零件搬运过程。最重要的一点(diǎn)是,零(líng)件在离开车床时是(shì)完全加工好的状态,并且为清理和发送给客户(hù)准备就绪。
根据数控机床的适用场合和机构(gòu)特点,对数(shù)控机床结(jié)构因(yīn)提出以下要(yào)求:
一、较高的机床静、动(dòng)刚度
数控机床是按照数控编程或手动输入数据方(fāng)式提供的指令自动进行加工(gōng)的。由于机械结构(如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等)的几何精度与变形(xíng)产生的定位误差在加工过程中不能(néng)为地调整与补偿,因此,必须把各(gè)处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内,以保证所要求的加工精度与表面质量。
为了提高数控(kòng)机床主轴的刚(gāng)度,不但经常采用三支撑(chēng)结构,而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承 ,以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高(gāo)机床大件的刚度(dù),采用封闭(bì)界面的床身,并采用液力平(píng)衡减少移动部件因位(wèi)置变动造成的机床变(biàn)形(xíng)。为了提高机床各部件的接触(chù)刚度,增加机床的承载能力,采(cǎi)用刮研的方法增加单位面积上的接触点,并在(zài)结合面之间施加足够大(dà)的预加载荷,以增加接触面(miàn)积(jī)。这些措施都能有效地(dì)提高接触刚度。
为了充分发挥数控机床的高效加工能(néng)力,并(bìng)能进行(háng)稳定切(qiē)削,在保证静态刚度的(de)前提下,还必须提高动态刚(gāng)度(dù)。常用的措施主要有提高系(xì)统的(de)刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率等。试(shì)验(yàn)表明,提高阻尼系(xì)数是改善抗振性的有效方法。钢板的焊接结构既可以增加静刚度、减轻结构(gòu)重(chóng)量(liàng),又可以增(zēng)加构件本身的阻(zǔ)尼。因此,近年来(lái)在数控机床上采用了钢板焊接结(jié)构的床身、立柱、横梁和工作台。封砂铸件也有利于振动衰减,对提高抗振性也有(yǒu)较好的效果。
二、减少机床的热(rè)变形
在内外(wài)热源的影(yǐng)响下,机床各(gè)部(bù)件将发生不同程度的热变形,使工(gōng)件与刀具之(zhī)间的相对运(yùn)动(dòng)关系遭到破环,也是机床季(jì)度下降(jiàng)。对于数控机床(chuáng)来说,因(yīn)为全部加工过程是计算的指令控制的,热变形的影响就更为严重。为了减少热变形,在数控机(jī)床结构中通常采用以下措施。
(1) 减少发热(rè)
机床内部发热时产生热变形的(de)主(zhǔ)要热源,应当尽可能地将(jiāng)热源从主机中分(fèn)离出去。
(2) 控制温升
在采取了一系列减少(shǎo)热源的措施后(hòu),热(rè)变形的情况将有所(suǒ)改善。但要完全消除机床的内外(wài)热源(yuán)通(tōng)常(cháng)是十分困难的,甚至是不(bú)可能的。所以必须(xū)通过良好的散热和冷却来控制温升,以(yǐ)减少热源的影响。其中部较有效的方(fāng)法是在机床的发热部位(wèi)强制冷却,也可以在机(jī)床(chuáng)低温部分通(tōng)过加热的方法,使机床各点的(de)温度(dù)趋于一致,这样可以减少由于温差造成的翘曲(qǔ)变形。
(3) 改善(shàn)机床机构
在同样发热(rè)条件下,机床机构对热变形也有很大影响(xiǎng)。如数控机床过去采用的单(dān)立柱机构有可能被双柱机构所代替。由于左右对称,双(shuāng)立柱(zhù)机构受热后的主轴线除产生垂直方向的平移外,其它方向的变形(xíng)很小,而垂直方向的轴线移动可以方(fāng)便地用一(yī)个(gè)坐标的修正量(liàng)进行补偿。
轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上(shàng)。这就可以使主轴热变形对加工直(zhí)径的影响降低到最小限度(dù)。在结构上还应尽可能减小主轴中心与主轴向地面的距离,以减少热变形的总量,同时应(yīng)使主轴箱的前后温升一致,避免主轴变形后(hòu)出(chū)现倾斜。
数控机(jī)床中的滚?丝杠(gàng)常在预计载荷大、转(zhuǎn)速高以及散(sàn)热差(chà)的条件下工作,因此丝(sī)杠容易(yì)发热。滚珠丝杠热生产造成的后(hòu)果是严重的,尤其是在开环系统中,它会使进给(gěi)系统(tǒng)丧失定位精度。目前某些机床(chuáng)用预拉的方法(fǎ)减少丝杠的热变形。对(duì)于采取了上述措施仍不能消除的热变(biàn)形,可以根据测量结果(guǒ)由数(shù)控系统(tǒng)发出补偿脉冲加以修正。
三、减少运(yùn)动间的摩(mó)擦和(hé)消除传(chuán)动间隙
数控(kòng)机床工作台(或拖板)的位移量十一脉中(zhōng)当量为最小(xiǎo)单位的,通常又要(yào)求能以基地的速度运动。为了使工作台能对数控装置的指令作出准确响应,就必须采取相应的措施。目前常用的滑动导轨、滚动导(dǎo)轨和静压导轨在摩擦阻尼特性方面存在着明显的差别。在进给系统中(zhōng)用滚珠丝杠代替滑(huá)动丝杠也可以收到同样的效果。目前,数控机床几乎无一例外地采用(yòng)滚珠丝(sī)杠传动。
数控机床(尤其是开环系统的数控机床)的加工精度在很大程度(dù)上取(qǔ)决于进给传动链的精度。除了减少传动齿轮和滚珠丝杠的(de)加(jiā)工误差之外(wài),另一个重要措施是采用无间隙传(chuán)动副。对于滚珠丝杠螺(luó)距的累积误差,通常采用脉冲补偿装置进行螺距补偿。
四(sì)、提高机床(chuáng)的(de)寿命和精度保持性
为了提高机床的寿命和精度保持性,在设计时应充分(fèn)考虑数控机场零部件(jiàn)的耐磨性,尤其是机床导轨、进给伺港机主轴部件等影(yǐng)响进度的主要零件(jiàn)的耐磨性(xìng)。在(zài)使用过程中,应保证数控机床各部件润滑良好。
五、减少辅助(zhù)时间和改善操作性能
数控机床的单(dān)件加工中,辅助时间(非(fēi)切屑(xiè)时间)占有较大的比重。要进一步提高机床的生产率,就必须采取促使(shǐ)最大限度地压缩辅助时间。目前已经有很多(duō)数控机床采用了多主轴、多刀架、以及带刀库的(de)自动换刀装置等(děng),以减少换刀时间。对于切屑用量加大的数控机床,床身机构必(bì)须有利于排屑。