友佳精机企业培训教材-数控车床装配与调试引论.

第一节数控车床的发展史
1848年,美国帕森斯公司在研制加工直升飞机桨叶轮廓时间提出了的初始设想,受美国空军的委托,帕森斯公司在与麻省理工伺服机构实验室合作的基础上,于1952年试制成功了世界上第一台数控机床的实验性样机。随后,英国、德国、日本都相应的开发、生产和使用数控机床,数控机床开始飞速发展。
主轴车床的诞生至今已有100多年历史,它的出现主要是为适应大量的军火生产,1893年美国的两名工人为提高车床的工作效率,试制了一台有四个主轴的自动车床,这台机床虽然简陋,但已具备了多轴基本功能,四根工作主轴装在一个桶状的鼓体内,每加工一个零件主轴鼓转位90°,同样也配备横向和纵向多种刀具,实现了多工位多刀具同时加工,大大提高了工作效率,这台机床现在存放在美国生产多轴最大的公司-ACME公司的展厅里。移动语音短信
到第二次世界大战时期美国已有几万台多轴在生产线上工作,多主轴车床被列为国家的战备物资;到本世记末,美国己有像ACME、Davenport等四、五家生产多轴的公司,多主轴车床的拥有量己达到6万台;同样,在欧洲的一些工业发达国家如德国的GILDEMEISTER、Schutte、INDEX,英国的Wickman、瑞士的TORNOS等都在生产多主轴车床,意大利生产德国GILEMERSTER公司的产品。世界
上高水平的多主轴车床市场基本为上面的公司所占有。
固态负氢离子除了西欧和北美地区,能生产多主轴车床还有前苏联、中国、日本和东欧捷克等为数不多的几个国家;前苏联在基埔等地有两个生产厂,日本有三菱(Mitsubishi)和精上公司,三菱重工生产的是美国ACME的多轴,精上公司规模不大,生产的多轴大部分为日本国内使用。
世界最大的切削机床制造商德国的DMG(GILDEMEISTER)公司,直线驱动[12]的先驱和领导者,生产的多主轴自动车床GMC/20/30liner/ISM,可以带你进入一个多主轴数控自动车床的新领域。可加工直径在20-30mm的棒料,主轴最高转速8000rpm,快移时间0.7s,最高直线加速度2.5g,横向行程70mm,纵向行程55mm, 配有15〞液晶显示屏和3D 软件的DMG ControlPanel 控制面板,控制系统采用双CPU的Siemens 840D,可控制30个轴,选配可扩展至54轴,一个首次使用的独到特性,就是在4、5两个精加工工位的X滑座中都运用了直线马达,大大提高了重复加工的精度和质量,缩短了加工时间。
德国的schutte公司的新一代产品SCX-26结合了经典多轴的良好性能和对现代化数控机械设备在性能、精确度、灵活性、装配、操作简便等方面的要求。机床的基础在于用耐扭转铸铁机架建造的热对称框架结构,核心部件(换向机构)可通过精密加工的三段切端面齿,在任何阀芯位置重复精确和定位准确地闭锁。schutte公司指出,在横向加工单元的世界范围内首次应用的新式主轴结构即所有横向加工刀头均可以在X,Y和Z轴上运转。X滑块(刀架滑板)用作静压导轨Z
轴的托架。Z滑板以圆形导轨的形式运转,因而除在Z轴方向进行线性运动外,还可进行旋转运动。这种自由度具有两大特点:通过转塔功能可使两个刀具位置进行啮合,借助Z滑板和主轴的同步旋转可产生Y轴。这种机械结构使工作区不再需要任何导向装置和转动装置,切削区域再也看不到冷却剂软管、润滑剂导管和电缆,机器设备操作人员的工作环境变得秩序井然,在很大程度上简化了机器的安装和改装,快速的刀具更换还提高了机床的利用率。
瑞士的TORNOS解决了多控制伺服轴的机床上,各个轴的排队处理所造成的误差而影响加工质量和效率的问题,提出了独特的并行式数控[14]概念PNC-DECO,它保持了现代数控所拥有的灵活性和高精度加工,又避免了加工过程中的编译和计算过程,也就消除了控制中的重要延迟因素。Multi DECO 32/6i[14]有18个数控伺服直线轴,最大棒料加工直径为32mm,12把刀可同时加工,而辅助时间小于1s,从而实现生产的高效率,7个前刀架均可配动力刀具和攻丝刀具,结合副主轴的背端加工实现一次装夹下的复合加工。人造树脂床身保持与其它金属结构相同的热膨胀系数,充分发挥了此类材料的高抗振性能乃至高精度。机床配自动送料器和机外光学对刀仪。TORNOS公司的MultiAlpha 6x32, 可加工直径在32mm的棒料,主轴最高转速6000rpm,为了满足更高的加工要求,副主轴的背端加工可以在切削加工的同时进行旋转、钻孔、和铣削加工。独立的副主轴和Y、Z轴大的移动行程可以方便的进行工件的背端加工,大大提高了加工的柔性。
具有德国“车床巨子”之称的INDEX公司一直是自动车削机床研发和生产的领先者,它像奔驰公司一样有着悠久的历史。1916年因代克斯公司研制出世界第一个转塔式刀台,1967年开始数控机床的研发生产,1975年开始生产多轴自动机床,1984年率先推出车削中心这种新概念车床,因代克斯公司也是首先使用电主轴车床的制造商。INDEX公司的多主轴自动车床一直代表着当今世界的最高水平和发展方向,现在已经形成了MS18C、MS22C lean、MS22C、MS32C、MS32P、MS32G、MS52C、MS52G等多个系列的产品,在刚刚结束的第十一届国际机床展览会上,INDEX公司展出的MS22C立刻引起了国内外各家企业的广泛关注,很多企业都表示了愿意购买的意愿,但800多万的价格对很多企业来说也确实压力不小。MS22C由于采用三段Hirth定位结构,紧凑设计的主轴鼓为所有位置提供最大精确度,带有动力刀具、C轴及Y轴的INDEX多轴车床还可以提供全新的加工方式,比如:偏心孔及螺纹、角度钻削、外形洗削、滚齿、多边形车削。在没有中心滑架安装台的情况下,工作区域的刀架设置允许多个刀具在每个主轴上使用,这样就可以在所有的主轴位置自由地进行所有加工,还有个优点就是自由落屑。
在中国,唯一的生产多主轴车床的是沈阳第三机床厂,第三机床厂于50年
代测绘前苏联的25.4四主轴棒料自动车床,1958年自行设计的C2132.6六主轴车床批量生产并投入市场,1964年产品定型,以后陆续开发研制了50、63规格及20规格的六主轴棒料自动车床和120、160、200规格六主轴、160规格八主轴卡盘半自动车床;机床三厂的多轴可分成三大系列:多主轴棒料自动车床、多主轴卡盘半自动车床和32mm平行作业四主轴车床;80年代后期,机床三厂与美国ACME公司合作生产了15/8英寸小规格主轴。直到2006年机床三厂破产前,共生产了约七、八千台各种型号的多主轴车床。机床三厂之前所生产的都是传统的凸轮式多轴车床,国内生产数控机床的厂家不下几百家,但还没有任何一家公司有实力生产多主轴数控车床,包括沈阳机床集团、大连机床集团、济南第二机床厂等。沈阳创新数控公司敢于迎接挑战,以高瞻远瞩的战略视角于2004年开始研发国内第一台六主轴数控车床CK2120X6,它可加工最大棒料直径20mm、四方料14mm、六角料17mm,前刀架最大纵向行程160mm,X轴最大径向行程50(65)mm,Z轴最大轴向行程80mm,主轴转速(无级变速)400-6000rpm,是属当代水平的全功能数控多轴。有六根工作主轴、五个复合横刀架、一个单座标切断刀架、六个纵向加工工具主轴,各移动轴以数控伺服电机驱动,导轨采用线性滚柱导轨,位置精度在微米级。机床是多工位,多刀具同时切削,机床的辅助动作与切削动作重合,其效率是普通数控车床8-10倍,机床最短加工单件时间只有3-5秒,加工精度0.01-0.02mm. 加上专用附具还可以完成车方、铣扁、铣槽、横向钻孔等复合加工工艺。
19rrr第二节数控车床概述
1.数控车床简述
1.1.车床的分类
1.1.1从数控系统控制功能来分
随着数控机床制造技术的不断发展,为了满足不同用户的加工需要,数控车床的品种规格繁多,功能愈来愈强,从数控系统控制功能看,数控车床可分为有以下几种。
(1)全功能型数控车床
它一般采用交、直流伺服电机驱动形成闭环或半闭环控制系统,主电机一般采用交流伺服电机。具有CRT图形显示、人机对话、自诊断等功能。具有高刚度、高精度和高效率等优点。(举例)
(2) 经济型数控车床
早期的经济型数控车床是在普通车床基础上改造而来,功能较简单;现在的经济型数控
电渣重熔
车床功能,有了较大的提高。出于经济因素考虑,经济型数控车床并不过于追求机床功能,与全功能型数控车床相比,其主运动、进给伺服控制相对简单,数控系统档次较低,主体刚度及制造精度较全功能型数控车床低,结构简单,功能较少。
(3)车削中心
以全功能型数控车床为主体,并配置刀库、换刀装置、分度装置、铣削动力头和机械手等,实现多工序复合加工的机床。车削中心与数控车床的主要区别是:车削中心具有动力刀架和C 轴功能(通常主轴是通过被切削材料的旋转来进行加工的,在这个基础上,搭载了AC 马达,可以控制回转轴的方法,叫做C 轴控制。它的指令方法是通过角度来表示,如右图通过C(H)码在0~360゜的范围内指令,作成程序。这个C 轴的功能,主要是利用回转工具,进行铣,钻孔,工件装卸位置的确认等等。),可在一次装夹中完成更多的加工工序,提高加工精度和生产效率。
铣削动力装置                      分度装置-----C 轴
(4) FMC 车床 它是一种由数控车床、机器手或机器人等构成的柔性加工单元。它能实现工件搬运、装卸的自动化和加工调整准备的自动化。如下图。
+C(+H)
精密电主轴
-C(-H)
C軸回転制御
0~360゜
1.1.2按数控车床的主轴位置来分
数控车床有立、卧式之分,数控卧式车床应用更为普遍。
(1) 卧式数控车床:
转子动平衡卧式数控车床的主轴轴线处于水平位置,它的床身和导轨有多种布局形式,是应用最广泛的数控车床。
(2) 立式数控车床:
TAKAMAZ 配备机械手的自动化车床X-180系列

本文发布于:2024-09-24 20:27:12,感谢您对本站的认可!

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