在鏜床工序中，深孔精密加工一直是孔加工中的難題，加工周期長，鉆頭、絞刀等工具損耗嚴重、而本單位產(chǎn)品的深孔工件又比較多、為此、設(shè)計新結(jié)構(gòu)的刀具和工藝系統(tǒng)是改善深孔精密加工效果的有效方法。針對材料為40Cr(調(diào)質(zhì))鋼、長度為2800mm、孔經(jīng)為Φ60+0. 08 mm、表面粗糙度為Ra0.8μm、直線度為0.12mm的缸體內(nèi)孔精密加工，研制整套自導(dǎo)向鏜鉸刀及其工藝系統(tǒng)，經(jīng)實際生產(chǎn)驗證，加工效果較好，具體方法如下： 1、自制導(dǎo)向鏜鉸刀自制導(dǎo)向鏜鉸刀，所用刀片材料為YW1,用楔塊壓緊在刀體上;導(dǎo)向體材料為T15（經(jīng)淬硬處理），其外圓比刀片部位略小0.04-0.06mm。刀片和導(dǎo)向套的外圓表面均需研磨，使其表面粗糙度比工件加工后的孔壁粗糙度要求至少高一級以上。導(dǎo)向體內(nèi)孔兩端有材料為ZQSn10-1的襯套，襯套內(nèi)孔與刀體為間隙配合。刀體、導(dǎo)向套、單向推力球軸承和鎖緊螺母組裝后，要求導(dǎo)向體及單向推力球軸承轉(zhuǎn)動靈活，無軸向竄動；將鏜鉸刀頂裝在偏擺儀上，用百分表檢查，其刀片部位和徑向全跳動應(yīng)不大于0.01mm，導(dǎo)向體繞刀體轉(zhuǎn)動時的徑向跳動應(yīng)不大于0.02mm。 鏜刀刀片的主要參數(shù)為：刃傾角λ=3°，前角γ=0°~3°，后角α=5°~8°，切削刃棱寬f1=0.05~0.08mm,導(dǎo)向刃棱寬f2=0. 2~0.25mm， 鏜鉸內(nèi)孔時，刀具的斷屑性能至關(guān)重要。如果切屑經(jīng)常纏繞在鏜桿或刀具上，就可能損壞刀片，損失已加工表面，且易堵塞出油管。因此，進行深孔鏜鉸加工時一定要保證斷屑穩(wěn)定可靠，即加工時切屑應(yīng)定向流出，先卷曲后折斷。為此需在刀片前處磨出一月牙洼狀的斷屑槽，使切屑卷成小卷，并越卷越大，直至受刀具前面和切屑表面的擠推而彎曲折斷。月牙洼槽可在工具磨床上磨制，然后用20％白泥加80％碳化硅粉用水調(diào)成糊狀作為研磨劑，用圓弧半徑為1~1.5mm的鑄鐵研磨輪研磨15~30秒鐘，即可達到要求。月牙洼槽的主要參數(shù)為：倒棱寬度f=0.55~0.85mm，槽寬B=1.3~1.5mm。 鏜鉸刀開始加工時，導(dǎo)向體對刀體可相對轉(zhuǎn)動，因拉刀切削而產(chǎn)生的軸向力由單向推力球軸承承擔(dān)，導(dǎo)向體與被加工孔壁保持滾動摩擦狀態(tài)。過去設(shè)計的鏜鉸刀沒有可轉(zhuǎn)動導(dǎo)向體，而是在刀體外圓表面上布置了四處導(dǎo)向塊，由于導(dǎo)向塊太短，切削時，已加工孔壁處于滑動摩擦狀態(tài)，導(dǎo)致孔壁不規(guī)則的周期性硬擠壓而出現(xiàn)黑色條紋，未被擠壓部位則呈現(xiàn)灰白色條紋。所以使加工后的孔壁全長表面形成明暗相間、有一定寬度的環(huán)狀條紋。通過改進設(shè)計，采用可轉(zhuǎn)動導(dǎo)向體后，加工后孔壁環(huán)狀條紋消失，呈現(xiàn)出均勻光滑的黑色表面。 采用該鏜鉸刀加工時，切削參數(shù)為：轉(zhuǎn)數(shù)n=100~120r/min,切深t=1.5~2.5mm(單邊)，走刀量S=0.3~0.5mm/min。 2、鏜鉸孔的工藝系統(tǒng)深孔鏜鉸工藝系統(tǒng)可安裝在臥式鏜床或銑鏜床上進行加工。首先將工件上的孔粗鉆至Φ77mm；然后用兩個V形塊裝夾工件， 兩端的固定圈用螺栓與工件外圓緊固，再將端蓋、O形密封圈用內(nèi)六角螺釘與固定圈緊固，最后從右端將鏜桿連同鏜鉸刀一起送進，鏜桿穿過襯套后，鏜桿端頭插入萬向節(jié)套，用錐銷鎖定，再把定位套連導(dǎo)套一起套上鏜鉸刀，將定位套與右端固定圈連接緊固。安裝完畢后，啟動油泵電機，將冷卻油泵入工件內(nèi)孔，然后啟動機床，鏜桿旋轉(zhuǎn)，開始進行切削加工。油泵參數(shù)為：壓力8Mpa，流量121/min。冷卻液為硫化油（加入適量氯化石蠟）。冷卻油初起到冷卻刀具的作用外，還可在刀片、導(dǎo)向體與已加工孔壁之間起到潤滑作用，可減小摩擦，并將切屑從左端出油管強行排除。 該工藝系統(tǒng)的工件進給方向為向右移動，屬拉力切削方式。與 推力切削相比，其鏜桿、鏜鉸刀不承受軸向推力，故振動明顯減小， 刀片不易崩刃。刀具進入被加工孔時， 刀片的導(dǎo)向刃可起到導(dǎo)向作用，刀片導(dǎo)向刃和轉(zhuǎn)動體始終支撐在被加工孔的孔壁上，可平衡切削產(chǎn)生的徑向切削分力，引導(dǎo)刀具順利入孔，并可增強鏜桿的動態(tài) 剛度，確保已加工孔的軸線不偏向，從而提高深孔的直線度。 刀片導(dǎo)向刃的另一作用是對孔壁起到擠壓作用。在加工中，導(dǎo)向刃在切削力作用下，擠壓被加工孔的孔壁，使其產(chǎn)生劇烈的彈塑性變形，從而熨平因切削加工形成的表面刀紋，降低孔的表面粗糙度。此外，在導(dǎo)向刃與孔壁的強擠壓接觸區(qū)，擠壓高溫很高，可使金屬發(fā)生相變。由于導(dǎo)向刃的作用，導(dǎo)致孔壁附件金屬層里的金相纖維拉長，晶格畸變。在充分冷卻潤滑條件下，表層金屬急劇冷卻形成冷作硬化層，并在孔的表層金屬基體內(nèi)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，從而提高了孔壁表層的金屬強度。由此可知。深孔加工的質(zhì)量并非只取決于刀具切削刃的加工狀況，而是與刀刃的切削，導(dǎo)向刃的表面擠壓及導(dǎo)向體的支承等均有很大關(guān)系。 在深孔加工中，由于鏜桿較細長，其扭轉(zhuǎn)振動將直接影響加工精度，刀具耐用度和切削效率。如果有效控制鏜桿振動，即可提高深孔加工精度。為此、研制的自導(dǎo)向鏜鉸刀上右切削刃、導(dǎo)向刃和滾動導(dǎo)向體，工件左端又有襯套可支承鏜桿，并采用拉力切削方式，從而有效解決了鏜桿振動問題，提高了深孔加工精度和孔壁表面質(zhì)量。 3、實際加工效果采用自導(dǎo)向鏜鉸刀及其工藝系統(tǒng)對缸體孔進行加工后，經(jīng)檢測，工件孔壁表面呈現(xiàn)均勻的黑色光亮表面，表面粗糙度可達Ra0.8μm,孔的尺寸偏差范圍為0.02~0.05mm，孔的直線度用止、通量規(guī)檢驗合格。進一步采用測微法測量孔的直線度：先將工件孔調(diào)平，在孔的端口將指示器從端口探入孔中約300mm，經(jīng)測量若干截面后，取其******誤差值作為直線度誤差，測量結(jié)果小于0.02mm，全長直線度誤差值小于0.08mm。刀具耐用度可加工4個工件。每加工完一件工件后，必須用金剛石、油石精研刀片刃口，若發(fā)現(xiàn)刀片崩刃且經(jīng)研磨無效時，應(yīng)及時更換刀片。再加工過程中，若出現(xiàn)斷屑不良或因切屑堵塞造成加工中斷，應(yīng)及時退出刀具進行清理。此外，斷屑槽的磨制質(zhì)量也直接影響斷屑效果，因此應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求磨制斷屑槽。 此項成果在企業(yè)所有產(chǎn)品零件深孔加工中廣為應(yīng)用，效果顯著，在提高效率的基礎(chǔ)上，合格率達99%。
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臥式鏜銑床的發(fā)展以其注入加速度概念而倍受關(guān)注，為高速運行作技術(shù)支撐的傳動元件電主軸、直線電機、線性導(dǎo)軌等得到廣泛應(yīng)用，將機床的運行速度推向了新的高度。而主軸可更換式臥式鏜銑加工中心的創(chuàng)新設(shè)計解決了電主軸與鏜桿移動伸縮式結(jié)構(gòu)各存利弊的不足，具有復(fù)合加工與一機兩用的功效，也是臥式鏜銑床的一大技術(shù)創(chuàng)新。落地式銑鏜床的發(fā)展以其新的設(shè)計理念引領(lǐng)現(xiàn)代加工的潮流，以高速加工為理念的無鏜軸滑枕式、多種銑頭交換使用的結(jié)構(gòu)型式盡顯風(fēng)采，大有替代傳統(tǒng)銑削加工的趨勢。以兩坐標擺角銑頭為代表的各種銑頭附件成為實現(xiàn)高速、高效復(fù)合加工的主要手段，其工藝性能更廣，功率更大，剛性更強，是落地鏜銑床發(fā)展的一大突破。結(jié)構(gòu)特點臥式鏜銑床 臥式鏜銑床的主要關(guān)鍵部件是主軸箱，安裝在立柱側(cè)面，也有少數(shù)廠家采用雙立柱的熱對稱結(jié)構(gòu)，將主軸箱置于立柱中間，這種結(jié)構(gòu)******特點是剛性、平衡性、散熱性能好，為主軸箱高速運行提供了可靠保證。但是，雙立柱結(jié)構(gòu)不便于維護保養(yǎng)，是當(dāng)今采用的廠家不多的原因。主軸箱移動多通過電機驅(qū)動滾珠絲杠進行傳動，是主軸驅(qū)動核心傳動裝置，多采用靜壓軸承支承，由伺服電機驅(qū)動滾珠絲桿進行驅(qū)動。由于主軸轉(zhuǎn)速越來越高，主軸升溫快，現(xiàn)在，已有很多廠家將采用油霧冷卻以替代油冷卻，更有效地控制主軸升溫，使其精度得到有效保證。主軸系統(tǒng)主要有兩種結(jié)構(gòu)型式，一種是傳統(tǒng)的鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)，具有鏜深孔及大功率切削的特點；另一種是現(xiàn)代高速電主軸結(jié)構(gòu)，具有轉(zhuǎn)速高，運行速度快，高效、高精的優(yōu)點。高速電主軸在臥式鏜銑床上的應(yīng)用越來越多，除了主軸速度和精度大幅提高外，還簡化了主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮短了制造周期，尤其是能進行高速切削，電主軸轉(zhuǎn)速最高可大10000r/min以上。不足之處在于功率受到限制，其制造成本較高，尤其是不能進行深孔加工。而鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)其速度有限，精度雖不如電主軸結(jié)構(gòu)，但可進行深孔加工，且功率大，可進行滿負荷加工，效率高，是電主軸無法比擬的。因此，兩種結(jié)構(gòu)并存，工藝性能各異，卻給用戶提供了更多的選擇。 現(xiàn)在，又開發(fā)了一種可更換式主軸系統(tǒng)，具有一機兩用的功效，用戶根據(jù)不同的加工對象選擇使用，即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結(jié)構(gòu)兼顧了兩種結(jié)構(gòu)的不足，還大大降低了成本。是當(dāng)今臥式鏜銑床的一大創(chuàng)舉。電主軸的優(yōu)點在于高速切削和快速進給，大大提高了機床的精度和效率。 臥式鏜銑床運行速度越來越高，快速移動速度達到25~30m/min，鏜桿最高轉(zhuǎn)速6000r/min。而臥式加工中心的速度更高，快速移動高達50m/min，加速度5m/s2，位置精度0.008~0.01mm，重復(fù)定位精度0.004~0.005mm。 落地式銑鏜床 由于落地式銑鏜床以加工大型零件為主，銑削工藝范圍廣，尤其是大功率、強力切削是落地銑鏜床的一大加工優(yōu)勢，這也是落地銑鏜床的傳統(tǒng)工藝概念。而當(dāng)代落地銑鏜床的技術(shù)發(fā)展，正在改變傳統(tǒng)的工藝概念與加工方法，高速加工的工藝概念正在替代傳統(tǒng)的重切削概念，以高速、高精、高效帶來加工工藝方法的改變，從而也促進了落地式銑鏜床結(jié)構(gòu)性改變和技術(shù)水平的提高。 當(dāng)今，落地式銑鏜床發(fā)展的******特點是向高速銑削發(fā)展，均為滑枕式（無鏜軸）結(jié)構(gòu)，并配備各種不同工藝性能的銑頭附件。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是滑枕的截面大，剛性好，行程長，移動速度快，便于安裝各種功能附件，主要是高速鏜、銑頭、兩坐標雙擺角銑頭等，將落地銑鏜床的工藝性能及加工范圍達到極致，大大提高了加工速度與效率。 傳統(tǒng)的銑削是通過鏜桿進行加工，而現(xiàn)代銑削加工，多由各種功能附件通過滑枕完成，已有替代傳統(tǒng)加工的趨勢，其優(yōu)點不僅是銑削的速度、效率高，更主要是可進行多面體和曲面的加工，這是傳統(tǒng)加工方法無法完成的。因此，現(xiàn)在，很多廠家都競相開發(fā)生產(chǎn)滑枕式（無鏜軸）高速加工中心，在于它的經(jīng)濟性，技術(shù)優(yōu)勢很明顯，還能大大提高機床的工藝水平和工藝范圍。同時，又提高了加工精度和加工效率。當(dāng)然，需要各種不同型式的高精密銑頭附件作技術(shù)保障，對其要求也很高。 高速銑削給落地式銑鏜床帶來了結(jié)構(gòu)上的變化，主軸箱居中的結(jié)構(gòu)較為普遍，其剛性高，適合高速運行?；眚?qū)動結(jié)構(gòu)采用線性導(dǎo)軌，直線電機驅(qū)動，這種結(jié)構(gòu)是高速切削所必需的，國外廠家在落地式銑鏜床上都已采用，國內(nèi)同類產(chǎn)品還不多見，僅在中小規(guī)格機床上采用線性導(dǎo)軌。高速加工還對環(huán)境、安全提出了更高的要求，這又產(chǎn)生了宜人化生產(chǎn)的概念，各廠家都非常重視機床高速運行狀態(tài)下，對人的安全保護與可操作性，將操作臺、立柱實行全封閉式結(jié)構(gòu)，既安全又美觀。 工藝特點 傳統(tǒng)的臥式鏜銑床主要適合各種機械零件的加工，尤其是機械傳動箱體以及各種曲面體零件。由于各種裝備技術(shù)水平的提高，對機械結(jié)構(gòu)要求越來越簡化，所需傳動部件更少，特別是作為傳動箱體的零件會越來越少，機械傳動多采取直接驅(qū)動，且傳動件的精度要求非常高，這對臥式鏜銑床的工藝性能提出了更高要求。因此，作為傳統(tǒng)的鏜軸式結(jié)構(gòu)的加工對象呈減少的趨勢，將以無鏜軸式電主軸所替代，即以高速加工中心完成各種零件的加工。臥式鏜銑床向高速加工中心發(fā)展，一方面工藝適應(yīng)性更強，另一方面也提高了性能水平和加工精度，在提高了加工工藝范圍的同時，需要各種功能附件作工藝保障，既能鏜銑，又能鉆孔、攻絲，裝上精工擺角銑頭附件，還能加工各種曲面體零件。配備交換式工作臺組成柔性加工單元，可對零件進行批量加工。 落地式銑鏜床主要加工各種型面的大型、超大型零件，其工藝特點是配有大型落地式平臺（工作臺尺寸不受限），可加工超長、超寬的零件。同時，還可配備回轉(zhuǎn)式工作臺，即能作回轉(zhuǎn)分度，還可作徑向直線運動，通過分度完成對零件的多序加工，大大提高了工藝范圍?，F(xiàn)在，意大利Pama（帕瑪）公司生產(chǎn)的落地式銑鏜床專門配備了傾斜式可調(diào)角度的工作臺，進一步拓寬了加工范圍。而大功率、高效切削是落地式銑鏜床的一大加工優(yōu)勢，高速、高精的技術(shù)要求越來越影響著落地式銑鏜床的技術(shù)發(fā)展，是提高落地式銑鏜床工藝水平的重要手段。因此，落地式銑鏜床正在改變單一的大功率、高效切削，而更多地融入高速、高精的工藝技術(shù)內(nèi)涵?，F(xiàn)在，滑枕式結(jié)構(gòu)成已為高速銑鏜加工的主要結(jié)構(gòu)型式，滑枕截面大，剛性高，高速運行穩(wěn)定性好，便于裝卡各種銑頭附件以實現(xiàn)高速加工。 落地式的X行程上有很大優(yōu)勢，在加工重型工件時，更能達到一次裝夾就出產(chǎn)品。臥式的精度穩(wěn)定性比較好，操作更靈活，小型件加工工效高。******的區(qū)別就是X行程，僅此而已。
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五軸機床對機床裝備制造業(yè)意義非凡，RTCP功能是衡量五軸機床性能的重要指標。在執(zhí)行RTCP過程中，由于旋轉(zhuǎn)軸的加入，需要對直線軸進行非線性補償，因此旋轉(zhuǎn)軸和直線軸的伺服動態(tài)特性需要進行測定和調(diào)整，才能保證加工動態(tài)精度。本文對RTCP原理進行了簡單介紹，設(shè)計了一種五軸動態(tài)精度測定算法，通過該算法對五軸機床的5個伺服軸特性進行了強弱排序，從而對伺服參數(shù)進行優(yōu)化和調(diào)整。以五軸葉輪加工為例，將伺服參數(shù)調(diào)整前后所加工的葉輪的加工質(zhì)量進行對比，證明該方法取得了較好的效果。 關(guān)鍵字：RTCP；五軸動態(tài)精度；伺服不匹配度 Abstract: Five-axis machine is significant for tool equipment manufacturing industry, and the function of RTCP is a very important reference to evaluate the performance of a five-axis machine tool. During the process with the RTCP function turning on, it needs a nonlinear position compensation for the linear axes because of the rotary axes, so the ability of servo following of the linear axes and rotary axes is required to guarantee the processing dynamic precision. In this paper, the principle of RTCP is introduced and a kind of five-axis dynamic precision measurement algorithm is designed. According to the algorithm ,the five axes are ordered, which helps to optimize and adjust the servo parameters . Taking five axis impeller machining as an example, the machining quality of the impellersis compared before and after the adjustment of the servo parameters, and it shows that the better results are obtained. Keywords: RTCP; five-axis dynamic precision; servo dismatching degree 五軸精工機床比原有的三軸精工機床擁有更多優(yōu)點，如加工復(fù)雜曲面、減少加工工序從而提高加工效率。但是由于旋轉(zhuǎn)軸的存在，在執(zhí)行RTCP過程中，旋轉(zhuǎn)軸和直線軸會進行非線性運動，因此需要對五軸機床的動態(tài)特性進行控制，其動態(tài)精度成為影響加工精度的主要原因之一。五軸精工機床動態(tài)精度主要源于伺服系統(tǒng)加減速響應(yīng)性能、零件受力變形、刀 具振動、主軸轉(zhuǎn)速、機床進給大小等] 1[。按照常規(guī)的伺服匹配測定方法無法準確對直線軸和旋轉(zhuǎn)軸進匹配，五軸動態(tài)精度測定方法以RTCP功能特性為基礎(chǔ)，建立直線軸和旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)動模型，通過測定后的結(jié)果為依據(jù)，來調(diào)整五軸精工機床的伺服參數(shù)，使伺服系統(tǒng)達到更好的狀態(tài)，從而提高五軸聯(lián)動精工機床的動態(tài)精度，提高機床的加工精度。 1. RTCP原理介紹 RTCP是Rotation Around Tool Center Point的英文縮寫，即圖1中刀具中心點編程。 啟用RTCP，控制系統(tǒng)會自動計算并保持刀具中心始終在編程的XYZ位置上，刀具中心始終在編程坐標系中，轉(zhuǎn)動坐標每個運動都 會被編程坐標系XYZ的直線位移所補償] 2[。使用RTCP，可以直接編程刀具中心的軌跡，而不用考慮五軸機床結(jié)構(gòu)參數(shù)，大大簡化了五軸工藝編程和提高了加精度。 2. RTCP動態(tài)精度測定原理 在三坐標機床中，經(jīng)常采用圓度測試 來檢測任意直線軸間的動態(tài)特性是否匹配，但在五坐標機床運動過程中，由于旋轉(zhuǎn)軸的加入，必須在每個插補點對旋轉(zhuǎn)軸運動而帶來的直線軸偏差進行非線性補償，因此也必須對旋轉(zhuǎn)軸和直線軸間的動態(tài)特性進行伺服匹配。由于旋轉(zhuǎn)軸和直線軸的控制單位不一樣，不能像直線軸那樣直接采用圓度測試，采用本方法，可以對五個軸的動態(tài)特性進行測試和排序，從而為伺服參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)。
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滾珠絲杠副處于進給系統(tǒng)傳動鏈的末級，起到精密傳動和定位的作用，是精工機床和加工中心的關(guān)鍵部件，它的傳動誤差將直接影響到機床的定位精度。在滾珠絲杠高速化后，由于存在滾珠之間、滾珠與滾道以及兩端支撐軸承和驅(qū)動電動機多處摩擦作用，滾珠絲杠溫升不可避免。而且滾珠絲杠為細長件，溫升會降低絲杠的軸向剛度并造成絲杠熱伸長，影響定位精度。從設(shè)計方面改善滾珠絲杠的熱特性主要采用3種方式。1）將絲杠預(yù)拉伸，預(yù)拉伸量可略大于熱伸長量，以提高絲杠的軸向剛度和減小絲杠啟動和停止瞬間彈性變形。2）加大散熱的強制冷卻的結(jié)構(gòu)設(shè)計，如空心絲杠、螺母冷卻結(jié)構(gòu)和支撐軸承的冷卻結(jié)構(gòu)。3）選擇合適黏度指數(shù)的潤滑油及充分供油以減小摩擦力矩。 導(dǎo)軌發(fā)熱使導(dǎo)軌產(chǎn)生膨脹變長和微翹等變形，這將直接導(dǎo)致機床加工刀具分支的扭轉(zhuǎn)和傾斜，從而影響加工精度。導(dǎo)軌發(fā)熱是因為兩個滑塊在導(dǎo)軌上的直線運動摩擦所致。這兩個移動熱源發(fā)熱量由承載壓力和滑塊移動速度決定。傳統(tǒng)導(dǎo)軌的散熱方式主要有兩種方式，即自然對流（導(dǎo)軌外表面與空氣之間的熱交換）和導(dǎo)軌表面使用潤滑脂（油）進行潤滑和冷卻。近年來，在一些機床上出現(xiàn)了新的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計，導(dǎo)軌內(nèi)部設(shè)計有冷卻循環(huán)孔道，并產(chǎn)生了導(dǎo)軌鑲注冷卻水管工藝等相關(guān)工藝技術(shù)。 除上述機床關(guān)鍵零部件冷卻技術(shù)外，對于整個機床或關(guān)鍵部件可采用熱源溫度場平衡技術(shù)，利用人工熱源，促使機床縮短溫升平衡過程，減少加工過程中溫升場變化，以達到穩(wěn)定熱態(tài)加工精度的目的。上述冷卻方式設(shè)計好以后，基本都是以固定參數(shù)運行，實際上如何根據(jù)環(huán)境與加工工況的溫度變化調(diào)整冷卻工質(zhì)的參數(shù)，從而實現(xiàn)冷卻系統(tǒng)控制的智能化仍是一個沒有解決的問題。
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一、當(dāng)用試切法對刀時，對刀誤差主要來源于試切工件之后的測量誤差和操作過程中目測產(chǎn)生的誤差。二、當(dāng)使用對刀儀對刀鏡對刀和自動對刀時，誤差主要未源于儀器的制造安裝和測量誤差，另外使用儀器的技巧欠佳也會造成誤差。三、測量刀具時是在靜態(tài)下進行的，而加工過程是動態(tài)的，同時要受到切削力和振動外力的影響，使得加工出來的尺寸和預(yù)調(diào)尺寸不一致此項誤差的大小決定于刀具的質(zhì)量和動態(tài)剛度。四、在對刀過程中，大多時候要執(zhí)行機床回參考點的操作，在此過程中可能會發(fā)生零點漂移而導(dǎo)致回零誤差，從而產(chǎn)生對刀誤差。五、機床內(nèi)部都有測量裝置，最小度量單位的大小也與誤差有關(guān)一般說來，最小度量單位大的測裝置其誤差就大，最小度量單位小的測量裝置其誤差就小減小對刀誤差的主要措施有：（一）當(dāng)用試切法對刀時，操作要細心對刀后還要根據(jù)刀具所加工零件的實際尺寸和編程尺寸之間的誤差來修正刀具補償值，還要考慮機床重復(fù)定位精度對對刀精度的影響以及刀位點的安裝高度對對刀精度的影響。（二）當(dāng)使用儀器對刀時，要注意儀器的制造安裝和測量精度要掌握使用儀器的正確方法。（三）選擇刀具時要注意刀具的質(zhì)量和動態(tài)剛度。（四）定期檢查精工機床零點漂移情況，注意及時調(diào)整機床通過采用試切法與近似定值法法對零件進行加工,每種方法均加工五個零件 分別測量其軸向尺寸與其中一個徑向尺寸，求尺寸偏差絕對值的平均值，平均值大的那一組工件說明其對刀誤差較大如果零件的軸向尺寸精度要求高的話，不要用手動測量的試切對刀，因為測量時的人為誤差難以避免，可用系統(tǒng)自動測量的那種試切對刀方法，不過也要看系統(tǒng)測量精度是否與需要保證的尺寸精度 如果零件的徑向尺寸要求較高，盡量不要用近似定值法對刀，此對刀方法很難保證刀剪準確的對準工件旋轉(zhuǎn)中心 不過這種方法對刀零件的軸向尺寸不會有太大的誤差，因為對刀時的軸向尺寸是系統(tǒng)自動測量的，避免了人為誤差的介入。
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精工加工技術(shù)的八種境界，你能到達第幾步？ 境界一簡單CNC加工編程補師會使用坐標系統(tǒng)，知道加工坐標與設(shè)計坐標的關(guān)系。熟悉二維刀路，熟悉等高，平行加工，三維等距加工，會分割淺面陡面，了解公差與留量關(guān)系，（金屬加工真不錯）了解加工面邊界的計算，了解淺陡面分割線計算，了解表面粗糙度的控制方法。會三種控制系統(tǒng)的后處理方法，熟悉ISO代碼，會手工編程。了解模具結(jié)構(gòu)，會拆銅公。熟悉常用刀具的切削參數(shù)。熟悉切削材料的硬度對參數(shù)的影響。勉強能寫出來完整刀路，對二次開粗無法控制，對光刀理解不深刻。懂的軟件只是表達思想的工具，愿意對金屬切削工藝、刀具、材料、產(chǎn)品和模具本身去深入學(xué)習(xí)。 境界二簡單CNC編程員在“一”基礎(chǔ)上，有過一個月的經(jīng)驗，基本能完整鑼出來軟料的加工，如銅公，尺寸基本準確。基本能加工出來簡單的二維鋼料并熟悉流程，能把誤差控制在一個絲之內(nèi)。 境界三初級的CNC編程員在“一”“二”基礎(chǔ)上，能夠邊寫邊對著加工結(jié)果寫出下一個刀路，刀路基本能夠準確切削到想要切削的高度或外形處?？盏侗容^小。刀路的節(jié)奏感比較若。刀路繁瑣，思路不是很清晰，重復(fù)的浪費的地方很多。 境界四需要模具工程師帶領(lǐng)工作在前三種高度上，能夠獨立不看機床加工結(jié)果，不出大問題，寫出三維刀路，順利后處理出來，并在斷電等情況下修改好程序?；静荒塥毩⒎帜?，需要依賴模具工程師或者模具結(jié)構(gòu)2D圖紙。對刀具反彈，斷刀，過切，角落問題，光不到位等情況有一定了解?？盏度匀槐容^多。但對軟件參數(shù)了解已經(jīng)比較深入。 境界五基本能夠獨立工作，但是速度較慢軟件操作比較熟練，但速度不是很快，能獨立分出來簡單的包括五種基本模具結(jié)構(gòu)的模具，能夠鑼簡單手辦。問題不多，加工基本到位，但是加工效果一般，不是很漂亮。留量不均勻，兩刀路接口不順，拋光難度大。 境界六基本能夠熟練工作軟件熟練，快捷鍵熟練，操作行云流水，了解模具裝配，知道加工面的留量如何配合模具的裝配，知道加工面的留量導(dǎo)致的產(chǎn)品問題并進而導(dǎo)致的產(chǎn)品將來的裝配問題，知道如何保守加工以防止未來出現(xiàn)的模具裝配和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和裝配問題。熟悉數(shù)據(jù)的安全。知道如何加工六面均需要加工的制品的定位。對容易變形的銅公筋，鋼料懂的如何下刀。對用銑床半開粗過的模具，了解如何測繪殘料，節(jié)省時間或防止撞刀。 境界七能夠獨立處理問題 能夠面對產(chǎn)品設(shè)計的問題，主動更改產(chǎn)品設(shè)計，以滿足模具結(jié)構(gòu)和加工的合理性。能準確計算加工時間，能夠面對產(chǎn)品進行CNC加工的報價。對設(shè)計費用、加工費用計算準確。擅長與客戶溝通。能夠出線切割圖紙。出銅公定位圖紙。會拆不復(fù)雜的銅公。 境界八能夠有效溝通各部門做出處理,并有大公司的工作經(jīng)驗軟件熟悉，能夠拆出復(fù)雜的銅公，能對銅公進行定料，熟悉銅公的避空，幾個銅公的整合制作以降低材料成本，并出定位圖。會做旋轉(zhuǎn)體的銅公。會修補由于數(shù)據(jù)輸入和輸出導(dǎo)致的變形。（金屬加工真不錯）熟悉模具價格，模架定制，頂針位置，熱流道。在一定高度上控制整個從產(chǎn)品零件到裝配到變形到模具的思路及過程中遇到的各種問題。熟悉模具坐標與裝配坐標系統(tǒng)在圖紙中的表達，使公司各個部門之間能夠充分共享數(shù)據(jù)，能夠快速反映出零件裝配與模具定位關(guān)系，快速查出關(guān)鍵尺寸，明確在工程圖中需要表達的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，知道那些不需要表達。
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臥式加工中心是最常用的精工機床之一，其技術(shù)含量高，是精工機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的標志性產(chǎn)品之一。臥式加工中心主要通過精工系統(tǒng)、伺服驅(qū)動裝置控制機床基本運動，其結(jié)構(gòu)的主要特征是主軸水平設(shè)置，通常由3-5個運動部件（主軸箱、工作臺、立柱或主軸套等）組成。在臥式加工中心上設(shè)置自動交換工作臺，構(gòu)成柔性制造單元（FMC），實現(xiàn)工件自動交換，即在加工的同時可進行另一個工件裝卸。加工工件經(jīng)一次裝夾后，完成多工序自動加工，自動選擇及更換刀具，自動改變機床主軸轉(zhuǎn)速和進給速度，自動實現(xiàn)刀具與工件的運動軌跡變化以及自動實現(xiàn)其它輔助功能。臥式加工中心適用于零件形狀比較復(fù)雜和精度要求高的產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，特別是箱體和復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的加工。在汽車、航空航天、船舶和發(fā)電等行業(yè)被大量用于復(fù)雜零件的精密和高效加工。目前，國產(chǎn)臥式加工中心的水平有很大提高，可以達到一般零件的高速、精密加工，基本上可以滿足用戶需求，但與國際先進水平相比，在精度、效率、智能化和可靠性等方面上尚有差距，因此，目前高檔臥式加工中心進口量較大。
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圓刀片銑刀適用于銑削鈦金屬，因為它們的主偏角可適當(dāng)變化。只要為這些銑刀配備專用刀片并應(yīng)用正確的切削參數(shù)，一般情況下就能提高穩(wěn)定性和總體性能。每齒進給量應(yīng)設(shè)定最小值，這一點至關(guān)重要。---鈦合金銑削需要合適條件與其他大多數(shù)金屬材料加工相比，鈦加工不僅要求更高，而且限制更多。這是因為鈦合金所具有的冶金特性和材料屬性可能會對切削作用和材料本身產(chǎn)生嚴重影響。但是，如果選擇適當(dāng)?shù)牡毒卟⒄_加以使用，并且按照鈦加工要求將機床和配置優(yōu)化到******狀態(tài)，那么就完全可以滿足這些要求，并獲得令人滿意的高性能和完美結(jié)果。傳統(tǒng)鈦金屬加工過程中碰到的許多問題并非不可避免，只要克服鈦屬性對加工過程的影響，就能取得成功。鈦的各種屬性使之成為具有強大吸引力的零件材料，但其中許多屬性同時也影響著它的可加工性。鈦具備優(yōu)良的強度-重量比，其密度通常僅為鋼的60％。鈦的彈性系數(shù)比鋼低，因此質(zhì)地更堅硬，撓曲度更好。鈦的耐侵蝕性也優(yōu)于不銹鋼，而且導(dǎo)熱性低。這些屬性意味著鈦金屬在加工過程中會產(chǎn)生較高和較集中的切削力。它容易產(chǎn)生振動而導(dǎo)致切削時出現(xiàn)震顫；并且，它在切削時還容易與切削刀具材料發(fā)生反應(yīng)，從而加劇月牙洼磨損。此外，它的導(dǎo)熱性差，由于熱主要集中在切削區(qū)，因此加工鈦金屬的刀具必須具備高熱硬度。穩(wěn)定性是成功的關(guān)鍵所在某些機加工車間發(fā)現(xiàn)鈦金屬難以有效加工，但這種觀點并不代表現(xiàn)代加工方法和刀具的發(fā)展趨勢。之所以困難，部分是因為鈦金屬加工是新興工藝，缺少可借鑒的經(jīng)驗。此外，困難通常與期望值及操作者的經(jīng)驗相關(guān)，特別是有些人已經(jīng)習(xí)慣了鑄鐵或低合金鋼等材料的加工方式，這些材料的加工要求一般很低。相比之下，加工鈦金屬似乎更困難些，因為加工時不能采用同樣的刀具和相同的速率，并且刀具的壽命也不同。即便與某些不銹鋼相比，鈦金屬加工的難度也仍然要高。我們固然可以說，加工鈦金屬必須采取不同的切削速度和進給量以及一定的預(yù)防措施。其實與大多數(shù)材料相比，鈦金屬也是一種完全可直接加工的材料。只要鈦工件穩(wěn)定，裝夾牢固，機床的選擇正確，動力合適，工況良好，并且配備具有較短刀具懸伸的ISO 50主軸，則所有問題都會迎刃而解——只要切削刀具正確的話。但在實際銑削加工中，鈦金屬加工所需的條件不容易全部滿足，因為理想的穩(wěn)定條件并不總是具備。此外，許多鈦零件的形狀復(fù)雜，可能包含許多細密或深長的型腔、薄壁、斜面和薄托座。要想成功加工這樣的零件，就需要使用大懸伸、小直徑刀具，這都會影響刀具穩(wěn)定性。在加工鈦金屬時，往往更容易出現(xiàn)潛在的穩(wěn)定性問題。 必須考慮振動和熱非理想環(huán)境還包含其它因素，其中之一就是，大多數(shù)精工機床目前裝配的是IS0 40主軸。如果高強度地使用精工機床，就無法長時間保持新刀狀態(tài)。此外，如果零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的話，通常就不易有效夾緊。當(dāng)然挑戰(zhàn)還不止于此，切削工序有時必須用于全槽銑、側(cè)削或輪廓銑削，所有這些都有可能(但并非必定)產(chǎn)生振動及形成較差的切削條件。重要的是，在設(shè)定精工機床時，必須始終注意提高穩(wěn)定性以避免振動趨勢。振動會造成刀刃崩碎、刀片損壞并產(chǎn)生不可預(yù)見和不一致的結(jié)果。一種改進措施便是采用多級夾緊，使零件更靠近主軸以有助于抵消振動。由于鈦金屬在高溫下仍能保持其硬度和強度，因而切削刃會遭遇高作用力和應(yīng)力，再加上切削區(qū)中產(chǎn)生的高熱，就意味著很可能出現(xiàn)加工硬化，這會導(dǎo)致某些問題產(chǎn)生，特別是不利于后續(xù)切削工序。因此，選擇******的可轉(zhuǎn)位刀片牌號和槽形是加工能否取得成功的關(guān)鍵。過去的歷史證明，細晶粒非涂層刀片牌號非常適用于鈦金屬加工；如今，具有PVD鈦涂層的刀片牌號更可大大改進性能。精度、條件和正確的切削參數(shù)刀具軸向和徑向上的跳動精度也很重要。例如，如果未將刀片正確地安裝到銑刀中，則銑刀周圍的切削刃會迅速損壞。在切削鈦金屬時，其它一些因素，例如刀具制造公差不良、磨損和刀具受損、刀柄有缺陷或質(zhì)量差、機床主軸磨損等等，都會在很大程度上影響到刀具壽命。觀察結(jié)果表明，在所有加工表現(xiàn)不佳的案例中，80％都是由這些因素所造成。盡管大多數(shù)人喜歡選用正前角槽形刀具，但事實上稍帶負前角槽形的刀具能以更高的進給去除材料，并且每齒進給量可達0.5mm。但是這同時也意味著必須保持******穩(wěn)定狀態(tài)，即機床應(yīng)非常堅固，且裝夾應(yīng)極其穩(wěn)定。除進行插銑(最好使用圓刀片)之外，應(yīng)盡量避免使用90主偏角，這樣做通常有助于提高穩(wěn)定性和獲得總體性能，當(dāng)在淺切深下使用時尤應(yīng)如此，在進行深腔銑時，一種值得推薦的做法是通過刀具接柄而使用長度可變的刀具，而不是在整個工序中使用單一長度的長刀具。調(diào)整切削參數(shù)以克服因降低每齒進給量而引起的振動是傳統(tǒng)的解決方法，但這種方法并不恰當(dāng)，因為它會對刀具壽命和切削性能產(chǎn)生災(zāi)難性影響?？赊D(zhuǎn)位刀片需要一定量的切削刃倒圓，以增加切削刃強度和獲得更好的涂層粘附力。在銑削鈦金屬時，要求刀具至少以最小的進給量工作——通常為每齒0.1mm。如果扔有振動趨勢，則刀片損壞或刀具壽命縮短問題將不可避免?？赡艿慕鉀Q方法包括精確計算每齒進給量，并確保它至少為0.1mm。另外也可降低主軸轉(zhuǎn)速，以達到最初的進給率。如果使用最小的每齒進給量，而主軸轉(zhuǎn)速卻不正確，則對刀具壽命的影響可高達95%。降低主軸轉(zhuǎn)速通常可提高刀具壽命。 一旦確立了穩(wěn)定工況，就可相應(yīng)地提高主軸轉(zhuǎn)速和進給量來獲得******性能。另一種做法是從銑刀中取出一些刀片或選擇含刀片較少的銑刀。
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重型精工機床主要用于大型、特大型精密零件加工，是為國防軍工、航空航天、船舶、能源（火電、水電、核電、風(fēng)力發(fā)電）、交通運輸（鐵路、汽車）、冶金、工程機械等主要工業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)以及國家重點工程項目服務(wù)。 目前，中國自主開發(fā)研制的重型機床和超重型機床產(chǎn)品基本滿足了一些國家重點工程需要，并多次創(chuàng)造出極限規(guī)格的世界之最?！ ∪缰袊呀?jīng)制造出加工直徑25m的超重型精工立式銑車床，鏜桿直徑320mm的落地式銑鏜床，加工寬度為10m以上的精工龍門鏜銑床，回轉(zhuǎn)直徑在5000mm以上的精工重型臥式車床等一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)，而且技術(shù)水平已經(jīng)接近世界先進水平的重型機床系列產(chǎn)品。 發(fā)展中的國內(nèi)外重型精工機床面對其他品種機床市場在金融危機下的快速下跌，重型機床市場幾乎沒有受到影響，這個誘因使許多機床廠家紛紛轉(zhuǎn)向市場較好的大重型機床市場。原因就是在重型機床領(lǐng)域，國際競爭力相對并不激烈，使國內(nèi)重型機床企業(yè)在一些產(chǎn)品市場順利實現(xiàn)了替代進口。 （1）重型龍門加工中心發(fā)展趨勢是高功率、大扭矩、高復(fù)合型以及復(fù)雜孔面加工能力?！ ≡谑澜绶秶鷥?nèi)看，代表重型龍門加工中心最高水平的是德國瓦德里?！た票す镜漠a(chǎn)品，北一機床采用的就是德國瓦德里希·科堡的技術(shù)。希斯（SCHIESS）與科堡機床相比較，無論在功率、扭矩、規(guī)格上基本相當(dāng)，但希斯公司的機床主軸轉(zhuǎn)速高，精度保持性好，在技術(shù)上屬于************水平。與國內(nèi)外其他產(chǎn)品相比較，國外重切削能力較強，加工精度高，并且具有很多技術(shù)優(yōu)勢，比如橫梁加工仿形技術(shù)，Z軸滑枕長度補償技術(shù)，龍門框架X軸移動雙電動機，三電動機甚至四電動機同步技術(shù)等。 （2）落地銑鏜床國內(nèi)的生產(chǎn)廠家主要有：昆明機床廠、齊齊哈爾二機床廠、濟南第二機床廠、武漢重型機械廠等。國外的落地銑鏜床生產(chǎn)廠家主要有：意大利的PAMA公司、德國希斯、意大利的INNSEBERARDI公司、捷克的SKODA公司等。 （3）精工龍門移動式和臺式車銑加工中心國外主要生產(chǎn)商有德國科堡、意大利皮特卡納奇、美國吉根、德國沙爾曼公司等，這些公司都具有多年生產(chǎn)重大型機床的經(jīng)驗?！ 鴥?nèi)開發(fā)研究尚屬初期階段，技術(shù)還不夠成熟。目前，國內(nèi)的機床均不同程度地存在著承載能力低、精度不高、低負荷等缺點。 （4）重型精工車床精工單柱移動立式銑車床是武重為加工三峽工程水輪機的關(guān)鍵設(shè)備，代表了中國超重型機床的生產(chǎn)能力和水平，標志著我國自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品達到世界先進水平，成為世界上少數(shù)幾個超重型機床供應(yīng)國之一。也為設(shè)計、制造更多的銑車復(fù)合機床系列打下了基礎(chǔ)?！ 〈送?，齊重精工設(shè)計制造的精工重型臥式車床是為哈爾濱電機廠提供的三峽工程配套設(shè)備，加工直徑4.3m,加工長度18m,******承重250t,機床可實現(xiàn)工件自動測量，機內(nèi)對刀。在加工三峽機組水輪機轉(zhuǎn)子時，一次裝夾重達200t的工件，完成對工件的全部加工。該機床的研制成功，標志著重型臥式車床制造能力邁上新臺階。 中國重型精工機床的優(yōu)點及進步 近兩年，中國重型精工機床發(fā)展最快，如重型精工龍門鏜銑床，重型落地鏜銑床，重型立、臥式車床等的年產(chǎn)量和市場消費量已居************?！ ≈匦蜋C床發(fā)展之快速是我國電力、船舶、石化和礦山等重型設(shè)備制造大量需求直接拉動的反映。一批新產(chǎn)品如精工雙龍門鏜銑床、龍門車銑復(fù)合加工機床、動梁可交換工作臺可換銑頭五面體龍門加工中心等研制成功；關(guān)鍵技術(shù)，如靜壓導(dǎo)軌和靜壓軸承技術(shù)、同步控制和運動補償技術(shù)、五軸聯(lián)動技術(shù)、大功率雙擺角銑頭和重型回轉(zhuǎn)工作臺的技術(shù)攻關(guān)相繼突破，標志著中國重型機床發(fā)展達到新的高度。 北京第一機床廠開始制造國內(nèi)單機產(chǎn)值******（8700萬元/臺）的超重型精工龍門鏜銑床，目前一批世界之最的超重型機床陸續(xù)投入研制，將引導(dǎo)我國進入世界重型機床制造強國之列。 武漢重型機床集團制成XKD型超重型精工雙龍門鏜銑床，并投入自用。該機床為雙龍門移動式，4銑頭，龍門寬度6.8m,加工長度57m.雙龍門移動式4銑頭結(jié)構(gòu)屬于國內(nèi)首創(chuàng)。 齊重精工裝備有限公司試制成功BVDM315×5MC型立式銑鉆中心，該機床采用雙柱龍門框架結(jié)構(gòu)，雙刀架雙24刀庫，中心主軸出水功能，轉(zhuǎn)速達到5000r/min,靜壓導(dǎo)軌回轉(zhuǎn)工作臺C軸功能，工作臺直徑3150mm,定位精度5″，******加工直徑3150mm,工件重20t,該機床用于大型風(fēng)電軸承加工，******************。 齊齊哈爾二機床集團公司試制成功XK2127型五軸精工動梁龍門鏜銑床。該機床采用長跨距重載滾珠絲杠及輔助裝置，全自動附件交換裝置，主軸浮動夾刀裝置，橫梁液壓比例平衡等新技術(shù)，工作臺8000mm×3000mm,主軸轉(zhuǎn)速5~2000r/min,伺服電動機功率24kW,可實現(xiàn)多軸控制，五軸聯(lián)動?！ ∩蜿枡C床（集團）有限責(zé)任公司研制成功GMC2060u橋式龍門五軸加工中心。機床在X向雙向驅(qū)動的同步控制及調(diào)整技術(shù)、五坐標聯(lián)動誤差補償技術(shù)、機床總體結(jié)構(gòu)和拓撲優(yōu)化有所突破，在高速、高精度和高剛度方面有所進展。該機床在軍工業(yè)廣泛應(yīng)用。 大連機床集團有限責(zé)任公司制成VX32~60動梁可交換工作臺可換頭五面體龍門加工中心，采用滾動直線導(dǎo)軌、電主軸和精工雙擺角銑頭。機床在關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計制造上有新突破。 大連光洋科技工程有限公司將攜帶本公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高精度五軸立式機床參加在歐洲各地舉辦的14個機床展會?！ ±^今年7月末該公司首次向德國克努特公司出口一臺高精度五軸立式機床后，德國公司再次向大連光洋購買了三臺高端精工機床。據(jù)了解,德國公司還欲申請大連光洋在歐洲的獨家代理銷售權(quán)，并制訂了面向全歐洲的銷售計劃。這是中國企業(yè)首次向西方發(fā)達國家銷售高檔精工機床，標志著今后德國機床將由大連光洋生產(chǎn)的“中機”制造。中國研制的全世界精度最高的立式磨床～～～我國全************個制造出亞納米級精度機床，重點是這一段：成為繼美、德之后第三個掌握高精度光學(xué)零件制造加工技術(shù)的國家，也是目前世界上唯一同時具有磁流變和離子束拋光裝備研發(fā)能力的國家。 中國精度全世界上最高的大型精工卷板機，這玩意雖然不是機床，但技術(shù)與機床相通的地方極多，而且屬于戰(zhàn)略級的超級機器，其水平高低直接決定了潛艇的制造工藝，美日所有潛艇使用的卷板機都是瑞典和瑞士的，主要是瑞典的，而世界上能把卷板機做到極致的國家，就是中國和瑞典倆國家，而包括卷板機在內(nèi)的擁有全部完整極限制造領(lǐng)域，戰(zhàn)略級超級機器體系的國家，全世界上，獨我國一家，別無分店！ 秦川機床集團公司2008年開發(fā)出VTM260型龍門式銑車復(fù)合加工中心，機床具有七軸五聯(lián)動功能，復(fù)合化程度較高，可一次裝夾實現(xiàn)車、銑鏜、鉆、攻螺紋和車螺紋等功能。 國內(nèi)重型精工機床與國外同類產(chǎn)品的差距 盡管中國重型機床行業(yè)在最近幾年來有了長足進步，取得可喜的發(fā)展。但在高檔重型精工機床還是依靠進口，其中德國和意大利的產(chǎn)品代表著世界先進水平。 國內(nèi)產(chǎn)品與國外產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上的差別并不大，采用的新技術(shù)也相差無幾，但在先進技術(shù)應(yīng)用和制造工藝水平上與世界先進國家還有一定差距。 新產(chǎn)品開發(fā)能力和制造周期還滿足不了國內(nèi)用戶需要，零部件制造精度和整機精度保持性、可靠性尚需很大提高，尤其是在與重型機床配套的精工系統(tǒng)、功能部件，如刀庫、機械手和兩坐標銑頭等部件，還需要境外廠家配套滿足。國內(nèi)重型機床制造企業(yè)的制造能力很強，但大而不精，其主要原因還是加工設(shè)備落后，精工化率很低，尤其是缺乏高精水平的加工設(shè)備。同時，國內(nèi)企業(yè)普遍存在自主創(chuàng)新能力不足，因為重型機床單件小批量的市場需求特點，決定了對技術(shù)創(chuàng)新的要求更高。國內(nèi)重型精工機床產(chǎn)品與發(fā)達國家著名企業(yè)相比仍存在一定差距，產(chǎn)品水平的差距主要體現(xiàn)在：（1）主軸轉(zhuǎn)速國外先進水平已發(fā)展到最高達3000~4000r/min,而國內(nèi)主要徘徊在800~1500r/min. ?。?）快速進給國外先進水平達20000~30000mm/min,而國內(nèi)主要在6000~10000mm/min. ?。?）精度國外先進水平定位精度0.015/1000mm,重復(fù)定位精度0.003~0.007mm;國內(nèi)產(chǎn)品定位精度0.025/1000mm,重復(fù)定位精度0.01~0.015mm. ?。?）其他機床的可靠性、精度的穩(wěn)定性、復(fù)合多功能、柔性化、智能化方面不如國外廠家，外觀質(zhì)量也有差距。 國內(nèi)廠家盡管技術(shù)略遜于國外先進水平，但在制造能力和價格上有很大的優(yōu)勢，尤其是超重型機床已達到當(dāng)代國際先進水平。我們相信，中國重型機床制造隨著科技進步與艱苦奮斗的努力，一定會逐步縮小差距。
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1．被加工對象的選定確定選購對象之前，首先要明確準備加工的對象。一般來說，具備下列特點的零件適合在加工中心加工：多工序集約型工件指在一個工件上需要用許多把刀具進行加工。定位繁瑣的工件例如有一定位孔距精度要求的多孔加工，利用機床定位精度高的特點，很方便實施。重復(fù)生產(chǎn)型的工件適合加工單件小批量生產(chǎn)。小批量指在1-100件，每批數(shù)量不多，但又需要重復(fù)生產(chǎn)。另外，即使工件形狀尺寸不同，但又是相似工件，易于實現(xiàn)成組加工(gt)工藝的零件。復(fù)雜形狀的零件模具、航空零件等復(fù)雜形狀工件，能借助自動程序編制技術(shù)在加工中心上加工各種異形零件。箱體類、板類零件在臥式加工中心上利用回轉(zhuǎn)工作臺，對箱體零件進行多面加工，如主軸箱體、泵體、閥體、內(nèi)燃機缸體等。如果連頂面也要一次裝夾中加工，可選用五面體加工中心。立式加工中心適合加工箱蓋缸蓋、平面凸輪等。龍門加工中心用于加工大型箱體、板類零件，如內(nèi)燃機車缸體、加工中心立柱、床身、印刷墻板機等。2．機床規(guī)格的選定根據(jù)確定的加工工件的大小尺寸，相應(yīng)確定所需機床的工作臺尺寸和三個直線坐標系的行程。工作臺尺寸應(yīng)保證工件在其上面能順利裝夾工件，加工尺寸則必須在各坐標行程內(nèi)，此外還要考慮換刀空間和各坐標干涉區(qū)的限制。3．機床精度的選定加工中心的精度分類為普通型和精密型，其主要精度項目見下表：用戶根據(jù)工件的加工精度要求，選用相應(yīng)精度等級的機床，批量生產(chǎn)的零件，實際加工出的精度數(shù)值可能是定位精度的1.5-2倍。普通型機床批量加工8級精度工件，精密機床加工精度可達5-6級，但要有恒溫等工藝條件，所以精密型機床使用嚴格，價格高。4．刀庫容量的選定加工中心的制造廠家對同一種規(guī)格的機床，通常都設(shè)2-3種不同容量刀庫，例如臥式加工中心刀庫容量有30、60、80等，立式加工中心有16、24、32把容量的刀庫。用戶在選定時，可以根據(jù)被加工工件的工藝分析結(jié)果來確定所需數(shù)量，通常以需要一個零件在一次裝夾中所需刀具數(shù)來確定刀庫的容量，因為換另一零件加工時，需要重新安排刀具，否則刀具管理復(fù)雜并容易出錯。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看立式加工中心選用20把刀左右的刀庫，臥式加工中心則選用40把刀左右的刀庫為宜。當(dāng)然要根據(jù)實際需要最后確定。用于柔性制造單元(fmc)或柔性制造系統(tǒng)(fms)的加工中心機床，其刀庫容量應(yīng)選大容量刀庫，甚至配置可交換刀庫。5．機床選擇功能及附件的選定選定加工中心機床時，除了基本功能和基本件以外，還有提供用戶根據(jù)自身要求選用的功能和附件，稱選擇功能、選擇附件(任選附件)。隨著精工技術(shù)的發(fā)展，可供選擇的內(nèi)容越來越多，其構(gòu)成價格在主機中所占的比例也越來越大，所以不明確目的大量選用附件也是不經(jīng)濟的，所謂“有備無患”的訂購指導(dǎo)思想實質(zhì)上是浪費。因此選訂時要全面分析，還要適當(dāng)考慮長遠因素。選擇功能主要對于精工系統(tǒng)而言，對那種價格增加不多，但對使用帶來許多方便的功能，應(yīng)適當(dāng)配置齊全一點，而對可以多臺機床公用的附件，就可以考慮一機多用，但必須考慮接口是通用的。6．加工節(jié)拍與機床臺數(shù)估算根據(jù)已經(jīng)選定的工件，然后分析工藝路線，在這個工藝路線中選出準備在加工中心上加工的工序，對這些工序作工時節(jié)拍估算。根據(jù)現(xiàn)用工藝參數(shù)，估算每道工序的切削時間，而輔助時間通常取切削時間的10%-20%。另外中小型加工中心的每次換刀時間約需10-20秒，這樣單工序時間為：t單序=t切+t輔+(10-20s)=t切+(10%-20%)t切+(10-20s)有了單工序時間就不難計算出年產(chǎn)量。一年300個工作日，機床開動率按75%-85%計算，如果計算結(jié)果產(chǎn)量達不到目標值，但相差不多、修改工藝參數(shù)；如果差距很大，應(yīng)考慮增加機床臺數(shù)配置。加工中心的調(diào)試與驗收一．加工中心的調(diào)試機床調(diào)試的目的是考核機床安裝是否穩(wěn)固，各傳動、操縱、控制等系統(tǒng)是否正常和靈敏可靠。調(diào)試試運行工作依以下步驟進行：按說明書的要求給個潤滑點加油，給液壓油箱灌入合乎要求的液壓油，接通氣源。通電，各部件分別供電或各部件一次通電試驗后，再全面供電。觀察各部件有無報警、手動各部件觀察是否正常，各安全裝置是否起作用。即使機床的各個環(huán)節(jié)都能操作和運動起來。灌漿，機床初步運轉(zhuǎn)后，粗調(diào)機床的幾何精度，調(diào)整經(jīng)過拆裝的主要運動部件和主機的相對位置。將機械手、刀庫、交換工作臺、位置找正等。這些工作做好后，即可用快干水泥灌死主機和各附件的地腳螺栓，將各地腳螺栓預(yù)留孔灌平。調(diào)試，準備好各種檢測工具，如精密水平儀、標準方尺、平行方管等。精調(diào)機床的水平，使機床的幾何精度達到允許誤差的范圍內(nèi)，采用多點墊支撐，在自由狀態(tài)下將床身調(diào)成水平，保證床身調(diào)整后的穩(wěn)定性。用手動操縱方式調(diào)整機械手相對于主軸的位置，使用調(diào)整心棒。安裝******重量刀柄時，要進行多次刀庫到主軸位置的自動交換，做到準確無誤，不撞擊。．將工作臺運動到交換位置，調(diào)整托盤站與交換工作臺的相對位置，達到工作臺自動交換動作平穩(wěn)，并安裝工作臺******負載，進行多次交換。檢查精工系統(tǒng)和可編程控制器plc裝置的設(shè)定參數(shù)是否符合隨機資料中的規(guī)定數(shù)據(jù)，然后試驗各主要操作功能、安全措施、常用指令的執(zhí)行情況等。檢查附件的工作狀況，如機床的照明、冷卻防護罩、各種護板等。一臺加工中心安裝調(diào)試完畢后，由于其功能繁多，在安裝后，可在一定負載下經(jīng)過長時間的自動運行，比較全面的檢查機床的功能是否齊全和穩(wěn)定。運行的時間可每天8小時連續(xù)運行2到3天或每24小時連續(xù)運行1到2天。連續(xù)運行可運用考機程序。二．加工中心的驗收加工中心的驗收是一項復(fù)雜的檢測技術(shù)工作。它包括對機床的機、電、液、氣各部分的綜合性能檢測及機床靜、動態(tài)精度的檢測。在我國有專門的機構(gòu)，即國家機床產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心。用戶的驗收工作可依照該機構(gòu)的驗收方法進行，也可請上述機構(gòu)進行驗收。主要集中在兩個方面：加工中心幾何精度檢查加工中心的幾何精度是組裝后幾何形狀誤差，其檢查內(nèi)容如下：工作臺的平面度各坐標方向移動的相互垂直度x軸方向移動歲工作臺面的平行度y軸方向移動歲工作臺面的平行度x軸方向移動對工作臺上下型槽側(cè)面的平行度主軸的軸向竄動主軸孔的徑向跳動主軸箱沿z坐標方向移動對主軸軸心線的平行度主軸回轉(zhuǎn)軸心線對工作臺面的垂直度主軸箱在z坐標方向移動的直線度常用的檢測工具有：精密水平儀、直角尺、精密方箱、平尺、平行光管、千分表或測微儀、高精度主軸心棒及剛性好的千分表桿。每項幾何精度按照加工中心的驗收條件的規(guī)定進行檢測。注意：檢測工具的等級必須比所測的幾何精度高一等級。同時，必須在機床稍有預(yù)熱的狀態(tài)下進行，在機床通電后，主軸按中等轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)15 分鐘以后再進行檢驗。機床性能驗收根據(jù)《金屬切削機床實驗規(guī)范總則》規(guī)定的試驗項目如下：對機床做全面性能試驗必須高精度的檢測儀器。在具體的機床驗收時，各驗收內(nèi)容可按照機床廠標準和行業(yè)標準進行。加工中心操作要點作為一個熟練的操作人員，必須在了解加工零件的要求、工藝路線、機床特性后，方可操縱機床完成各項加工任務(wù)。因此，整理幾項操作要點供參考：為了簡化定位與安，夾具的每個定位面相對加工中心的加工原點，都應(yīng)有精確的坐標尺寸。為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標系及機床坐標系方向一致性，及定向安裝。能經(jīng)短時間的拆卸，改成適合新工件的夾具。由于加工中心的輔助時間已經(jīng)壓縮得很短，配套夾具的裝卸不能占用太多時間。夾具應(yīng)具有盡可能少的元件和較高的剛度。夾具要盡量敞開，夾緊元件的空間位置能低則低，安裝夾具不能和工步刀具軌跡發(fā)生干涉。保證在主軸的行程范圍內(nèi)使工件的加工內(nèi)容全部完成。對于有交互工作臺的加工中心，由于工作臺的移動、上托、下托和旋轉(zhuǎn)等動作，夾具設(shè)計必須防止夾具和機床的空間干涉。盡量在一次裝夾中完成所有的加工內(nèi)容。當(dāng)非要更換夾緊點時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞定位精度，必要時在工藝文件中說明。夾具底面與工作臺的接觸，夾具的底面平面度必須保證在0.01-0.02mm以內(nèi)，表面粗糙度不大于ra3.2μm。加工中心的生產(chǎn)管理技術(shù)加工中心的使用是一項具有一定規(guī)模的復(fù)雜的技術(shù)工程。它涉及到生產(chǎn)管理、技術(shù)管理、人才培訓(xùn)等一系列工作。各項工作都應(yīng)遵行一定的原則運行。這個原則就是充分發(fā)揮加工中心效益的保證系統(tǒng)。因此，重視使用技術(shù)是一方面，重視管理技術(shù)又是必不可少的另一方面。我國各機械制造廠中已把加工中心作為高效率自動化裝備，作為重點設(shè)備。但在設(shè)備管理上卻參差不齊。在加工中心的管理上，必須提倡加工中心的生產(chǎn)特點和它所需配合的各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)節(jié)拍。不能將普通機床的管理方法移到精工機床上，在管理上應(yīng)注意以下幾點：充分發(fā)揮機床的全部功能在機床投入使用時，為了充分發(fā)揮機床具有的全部功能，應(yīng)必須認真閱讀使用說明書，深刻理解機床的各種功能及其能力。根據(jù)本廠加工零件的性質(zhì)，合理安排加工的對象、工序，選擇相應(yīng)的配套件和附件。對易損件安排好備件。設(shè)置精工工段將精工機床集中在一個專門的部門，工藝技術(shù)準備、生產(chǎn)管理準備由工廠技術(shù)部門統(tǒng)一進行。生產(chǎn)車間設(shè)有專門的技術(shù)人員。避免單臺精工機床分散在個車間，只加工少量關(guān)鍵零件，造成大量生產(chǎn)時間閑置的局面。設(shè)置專門的工段，便于維修的管理。合理安排生產(chǎn)節(jié)拍、技術(shù)準備周期在向加工中心安排生產(chǎn)任務(wù)時，應(yīng)先將工藝部門的工藝文件、加工工序、工具卡片準備齊全，再送加工零件到加工位置上。以免操作者停機去找工具、修改程序、組裝夾具而造成長時間停機。選擇合適的規(guī)章制度如精工機床管理制度、安全操作規(guī)程、精工機床使用規(guī)定、精工機床保養(yǎng)、點檢制度等。同時，要及時向制造和設(shè)計部門反饋信息。重視技術(shù)隊伍的建設(shè)對一臺包括多種技術(shù)成果的復(fù)雜設(shè)備，完全掌握使用需要一個訓(xùn)練有素的技術(shù)班子，包括工藝、操作、機電維修等，人員的培養(yǎng)要有一個過程，領(lǐng)導(dǎo)管理設(shè)備的部門對此要有全面認識。工裝夾具的應(yīng)用在多品種小批量的生產(chǎn)過程中，工件的安裝、拆卸和清洗、托板的自動交換、切屑的排出等在整個制造過程中是頻繁發(fā)生的。為了提高加工中心的加工效率，在加工設(shè)備上搞高速化和高性能化是一方面，縮短安裝時間，降低消耗是另一重要方面。夾具在制造廠來說屬于工裝部分，它是保證零件準確定位、有效加工的必要手段。對于加工中心來說，要求夾具定位精度高、、裝卸方便，適于粗加工、精加工和各種多工序復(fù)合加工的形式。國內(nèi)加工中心的使用尚處于初期階段，夾具設(shè)計采用手工設(shè)計方式較多，備有cad/cam系統(tǒng)的還較少。下面僅就加工中心常見的裝夾定位的使用方式作一介紹：加工中心加工定位基準的選擇在確定工藝方案之前，合理地選擇定位基準對保證加工中心的加工精度，提高加工中心的應(yīng)用效率有著決定性的意義。在選擇定位基準時要全面考慮各個工位的加工情況，達到下面三個目的：所選基準應(yīng)能保證工件定位準確，裝卸方便、迅速，夾緊可靠，且夾具結(jié)構(gòu)簡單。所選定的基準與加工部位的各個尺寸計算簡單。保證各項加工精度。確定零件夾具在加工中心上，夾具的任務(wù)不僅是夾緊工件，而且還要以各個方向的定位面為參考基準，確定工件編程的原點。加工中心的高柔性要求其夾具比普通機床結(jié)構(gòu)更緊湊、簡單，夾緊動作更迅速、準確，盡量減少輔助時間。在加工機床上，要想合理應(yīng)用好夾具，首先要對加工中心的加工特點有比較深刻的理解和掌握，同時還要考慮加工零件的精度、批量大小、制造周期和制造成本。根據(jù)加工中心機床特點和加工需要，目前常用的夾具類型有專用夾具、組合夾具、可調(diào)夾具和成組夾具。一般的選擇順序是單件生產(chǎn)中盡量用虎鉗、壓板螺釘?shù)韧ㄓ脢A具，批量生產(chǎn)時優(yōu)先考慮組合夾具，其次考慮可調(diào)夾具，最后選用專用夾具和成組夾具。在選擇時要綜合考慮各種因素，選擇最經(jīng)濟的、最合理的夾具形式。加工中心夾具設(shè)計及組裝時應(yīng)注意的問題為了簡化定位與安，夾具的每個定位面相對加工中心的加工原點，都應(yīng)有精確的坐標尺寸。為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標系及機床坐標系方向一致性，及定向安裝。能經(jīng)短時間的拆卸，改成適合新工件的夾具。由于加工中心的輔助時間已經(jīng)壓縮的很短，配套夾具的裝卸不能占用太多時間。夾具應(yīng)具有盡可能少的元件和較高的剛度。夾具要盡量敞開，夾緊元件的空間位置能低則低，安裝夾具不能和工步刀具軌跡發(fā)生干涉。保證在主軸的行程范圍內(nèi)使工件的加工內(nèi)容全部完成。對于有交互工作臺的加工中心，由于工作臺的移動、上托、下托和旋轉(zhuǎn)等動作，夾具設(shè)計必須防止夾具和機床的空間干涉。盡量在一次裝夾中完成所有的加工內(nèi)容。當(dāng)非要更換夾緊點時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞定位精度，必要時在工藝文件中說明。夾具底面與工作臺的接觸，夾具的底面平面度必須保證在0.01-0.02mm以內(nèi)，表面粗糙度不大于ra3.2μm。
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