2017年5月23日

高速數控加工技術研究及運用

海天精工加工中心鉆攻中心前言：1前言精工技術通過提高生產過程的科學性和智能性給傳統制造業帶來深刻變化，改變了先進制造業的產業結構和產業格局，推動制造業的優化和發展，隨著精工應用領域的不斷發展，為滿足用戶的生產需求，具有高速髙效，高柔性、高生產率、多功能的高速精工技術應運而生，成為現代先進精工技術基本發展趨勢，使精工技術進入新的發展階段。2高速加工工藝的發展高速切削（HSM或HSC)技術在上個世紀30年代己經被提出，由于技術條件限制，直到20世紀90年代，該技術才逐漸應用與實際生產過程中。在20世紀70年代后，在顯著的技術經濟利益驅使下，發達國家對高速加工技術的逐步重視，高速切削技術及相關技術得到進一步發展。目前國外的高速加工中心生產技術已基本成熟，我國高速加工中心研究工作雖然起步較晚，但是已經取得了顯著成果，如北京第一加工中心廠研制的VRA400立式加工中心，主軸最高轉速達到20000r/min，快速進給45m/min,換刀時間達到3.4s，己經達到世界先進行列。3高速精工的關鍵技術髙速精工技術是多種技術結合的產物，髙速精工加工中心技術包括：高速主軸及其控制系統，具有快速響應功能的伺服進給系統，適用于髙速切削狀態的精簡CNC控制系統和特殊加工中心機械結構等技術。高速加工加工中心不僅要求主軸具有較高的轉速，同時也需較髙的進給速度和進給加速度與主軸配合，以保證加工產品的高精度。3. 1高速電主軸技術高速加工中心主軸是高速加工中心中最為重要的核心部件，它的性能直接決定了髙速加工髙精度曲面的加工質量及主軸的壽命和主軸負載容量，高速電主軸（HSES)或復合電主軸一般采用電機和主軸一體化設計，即將電機的轉子直接設計為加工中心的主軸，主軸單元的殼體設計為電機座，實現電機與加工中心主軸“零傳動”設計理念。采用輕結構、良好的動平衡，高強度剛度和較好的熱控制是電主軸設計的核心。超高速軸承技術是髙速電主軸的核心部件，目前超髙速軸承主要采用滾動軸承，氣浮軸承，液體靜壓軸承，和磁懸浮軸承幾種形式。若采用滾動軸承形式，存在軸承間摩擦，影響主軸轉速，在長期使用過程中會出現軸承磨損現象，直接導致主軸精度，因而須采取液壓補償系統對軸承實施預加載荷自動補償，通過主軸內動平衡單元對高速主軸運動特性的檢測，對其變化曲線調節預加載荷的大小，并通過調節后軸承的位置保持預加載荷的******值。非接觸式軸承主要有流體軸承和磁懸浮軸承兩種形式，在運轉過程中，主軸只與流體或空氣接觸，大大減小了軸承間摩擦阻力。由于主軸與流體或空氣摩擦系數很小，因而主軸便可擁有較高轉速-但這種軸承也有其自身缺點，如軸承承載能力較低，適用于工件形狀要求較高，所需承載能力不大的場合。3.2高速加工進給技術高速加工進給系統也是高速加工加工中心重要組成部分，高速機床既要求進給系統有高速度，又要求在瞬時達到高速，瞬時準停，還需進給系統具有大的加減速度及定位精度。電主軸的高轉速需高速加工進給技術配合完成加工制造過程，否則高速加工過程中主軸無法展現高速加工優勢，也將降低了加工效率。目前廣泛使用的進給方法有兩種：一是采用回轉伺服電機通過帶動滾珠絲杠的間接傳動方式，可通過提高進給伺服電機轉速，同時加滾珠絲杠副導程的方法提高進給速度，使其滿足要求。二是采用直線電機直接驅動方式，將電機到滾珠絲杠副之間的中間環節省去，有效縮短加工中心進給傳動長度，此傳動方式稱為“直接驅動”或“零傳動”。3-3高速加工對精工系統的要求高速加工技術要求其控制系統具有快速高效的數據處理能力和較高的功能化特性，以保證高速切削高精度復雜曲面具有良好的加工特性。高速加工技術對精工系統具有以下要求：(1) 高速加工中心須選擇具有高速傳輸的信息傳送方式，具有較高處理能力的CPU組件，具有預讀單節及NURBS功能的系統控制器。(2) 系統具有超前路徑加減速優化的預處理能力。高速切削過程中，精工系統需超前將待執行動作進行預處理，并通過程序預處理緩沖區內容，通過速度之間對比，對當前進給速度及切削速度進行合理調節，是整機在高速切削過程中保證加工精度。(3) 高速加工技術要求精工系統對高速采樣截尾誤差需有精確測評，且具有高速采樣插補功能，以保證精工系統在高速切削過程中系統的平穩性及高精度加工特性。對誤差準確評估及插補功能是對加工質量的有效保證，至關重要。4高速精工技術在先進制造技術中的應用與展望目前，高速加工技術在制造業得以廣泛應用，其主要原因是超高速加工切削變形小，高精高效，工件表面質量好等優勢，高速加工的應用場合主要包括：大批生產領域：如汽車工業；難加工材料領域：如飛機制造工業;模具刀具工業領域；超精密微細切削加工領域：如光學和精密儀器加工等。髙速加工技術雖然已經有很髙提升，但隨著各項技術的不斷更新和技術難題的不斷攻克，高速加工技術也將迎來新的發展階段。(1) 隨著計算機技術成熟，將給髙速精工精工產業帶來了巨大的生機。積極運用計算機技術發展的新成果開發高速精工技術新產品，不斷滿足市場需求。(2) 完善高速加工中心的驅動和控制等技術，開發快速髙效新系統及實用的編程軟件，以滿足生產過程的需要。(3) 提高高速精工加工中心的自我保護，自我檢測和遠程監控等技術的應用，降低安全風險，簡化精工加工中心檢修流程，提髙生產效率。海天精工備注：為保證文章的完整度，本文核心內容都PDF格式顯示，如未有顯示請刷新或轉換瀏覽器嘗試，手機瀏覽可能無法正常使用！結束語：海天精工是一家集銷售、應用及服務于一體的公司。產品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產工廠設在廣東省寧波市，目前其生產的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務！聲明：本站文章均來自網絡，所有內容不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任！

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