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沈陽機床廠淺談國外高速加工中間的翻開
發布者:admin  日期:2014/1/17  點擊:872
沈陽機床廠淺談國外高速加工中間的翻開 

 
沈陽機床廠1 前語


沈陽機床廠國外轎車工業的大批量出產,每種零件的出產綱要少則幾萬件,多則幾十萬件,乃至上百萬件,出產節拍為每件幾秒鐘到幾十秒鐘,其出產設備選用高效主動化配備。因為商場對商品的多元化需求和商品的不斷更新,轎車出產廠家對加工設備提出高效高柔性需求,即在滿足大批量出產的條件下,加工設備既要具有習氣多種類出產的才調,還必須具有可活絡調整習氣新商品出產的才調。

沈陽機床廠傳統的組合機床或專用機床主動線盡管出產功率高,但短少“柔性”,難以滿足轎車工業翻開改動的需求,而通常加工中間盡管具有“柔性”,但因單軸加工,其功率遠不如組合機床或專用機床的多軸加工。因而,自80年代中期以來,開發習氣大批量出產的高速加工中間便變成國外機床工業技術翻開的干流之一。

沈陽機床廠2 高速加工中間翻開概略


沈陽機床廠近十多年來,新式刀具資料的不斷呈現與機械制造技術及操控技術的翻開相結合,把切削加工的才諧和水平提高到一個簇新的高度,然后促進了高速加工中間的開發與翻開。

沈陽機床廠2.1 新式刀具資料的呈現和運用

沈陽機床廠具有滿足的耐熱性、耐磨性和耐破損性的刀具資料是高速加工的條件。選用涂層碳化鎢硬質合金、碳(氮)化鈦硬質合金、陶瓷刀具資料、立方氮化硼(CBN)、立方/六方復合氮化硼(WBN)和聚晶金剛石(PCD)等新式資料刀具,其切削用量比慣例提高了幾倍到幾十倍。當時受高速機床功用等技術條件的綁縛和工件資料加工性的影響,各種常用資料的高速切削速度大致為:鋁合金1000~7000m/min;銅合金900~5000m/min;鋼500~2000m/min;灰鑄件800~3000m/min。其進給速度方案通常為2~25m/min。

沈陽機床廠2.2 新式高速主軸方案

沈陽機床廠選用主軸、電機一體化的主軸部件,主軸也是電機的轉子,定子裝入主軸套筒內,取消了傳統的電機經齒輪和皮帶傳動主軸的方案。這種主軸方案削減了要害零件,削減了振蕩,增加了可靠性,可取得高轉速和高的加(減)角速度。為此,主軸支承選用陶瓷軸承、靜壓軸承、動壓軸承、空氣軸承以及氣油光滑、噴發光滑等技術。

沈陽機床廠2.3 直線電機驅動坐標軸

沈陽機床廠對加工中間的悉數坐標軸驅動均選用疾速、精細、高精度和經用的直線電機,可顯著地削減比如摩擦力、空位和磨損等機械傳動特性的影響,可取得一起的高精度的位移運動、動態位移和準確的定位,其疾速行程可抵達60m/min。直線電機具有高的加(減)速度改動率,顯著地縮短了定位時刻。為此,坐標軸選用靜壓或新式直線翻滾導軌,還選用了高照看方位檢測元件等技術。

沈陽機床廠2.4 習氣高速的配套技術

沈陽機床廠選用新式換刀安排和伺服驅動的托板交流設備,大大提高了換刀速度和托板交流速度。

沈陽機床廠為打敗傳統加工中間運用的7∶24實心錐柄刀桿在高轉速時的喪身缺點,開發了“雙定位刀桿”。這種新方案刀柄的定位方法為靠1∶10的錐部與主軸內錐面定心,一起刀柄凸緣端面與主軸前端面緊貼,然后取得高轉速的聯接剛性。當時已有法國HSK系列商品,美國KM系列商品,日本、瑞典也有相似商品。

沈陽機床廠2.5 高速加工中間的首要技術參數

沈陽機床廠90年代以來,國外一些機床廠家先后開宣告一批高速加工中間,其首要技術參數為: 


沈陽機床廠主軸最高轉速:通常為12000~15000r/min,有的高達40000~60000r/min。

沈陽機床廠坐標軸的加工進給最高速度:30~60m/min,疾速移動速度高達70~80m/min。

沈陽機床廠換刀時刻(刀-刀)廣泛在1.5~3.5s,有的快到0.8~0.9s;托板交流時刻廣泛在6~8s。


沈陽機床廠綜上所述,高速加工中間的呈現使得單軸加工中間的功率趕上了多軸的組合機床或專用機床。因而,高效高柔性的加工中間已初步在轎車工業中運用,并變成重要的技術配備。

3 高速加工中間實例簡介


德國EX-CELL-O GMBH公司XHC240臥式加工心

這是國外初度展出選用直線電機驅動的加工中間,其首要技術參數: 


主軸最高轉速達24000r/min;

坐標軸疾速移動速度達60m/min,加速度為1g;

換刀時刻(切削-切削)為4.5s;托板交流時刻為6s。


機床首要方案特征: 


選用主軸電機并氣動光滑主軸軸承,由傳感器監控主軸溫度和軸承光滑。

坐標軸由直線電機驅動,選用疾速CNC體系,可調整其動態特性。

刀庫和主軸直接換刀,無專門的換刀機械手。

托板交流設備由伺服電機驅動。

選用空心短錐刀柄,高壓內冷卻加工。


該機床已被Ford轎車公司用于精加工離合器殼體。據介紹,總的切削時刻縮短30%,加工及裝卸料時刻削減60%。

德國Chiron Werke公司FZ12W立式加工中間

首要技術參數: 


主軸最高轉速達15000r/min;

主軸功率為9.5kW;最高進給速度達40m/min;

換刀時刻(刀-刀)為0.8s。


機床首要方案特征: 


選用數字主軸驅動體系和數字伺服軸驅動體系,具有超高速照看特性。

選用空心短錐刀柄,高壓內冷卻加工。

刀庫容量20把并環繞主軸圓周安排,每一刀座均有一個換刀機械手。


日本Mazak公司商品

FH480型臥式加工中間的首要技術參數: 


主軸最高轉速達12000r/min;

最高進給速度與疾速移動速度均為32m/min;

換刀時刻(刀-刀)為1.3s;托板交流時刻為5s。


機床首要方案特征: 


選用主軸電機,主軸由接連啟動到最高轉速僅需1.5s。

選用32位Mazatrol M-32CNC體系,其軟件包可使機床在堅持高精度的情況下完畢高速進給,而內裝的智能軟件能主動選擇最佳刀具軌道與切削條件。

FF510型臥式加中間的首要技術參數: 


主軸最高轉速達15000r/min;

主軸電機功率為15kW/11kW;

最高進給速度達40m/min;

疾速移動速度達60m/min,加速度為1g;

交流時刻(刀-刀)為0.9s,(切削-切削)為3.3s;托板交流時刻為6.3s;

工作臺轉位90°時刻為2.5s。


機床首要方案特征: 


選用主軸電機、陶瓷軸承,主軸由接連啟動到最高轉速僅需1.8s。

選用高水平滾珠絲杠驅動坐標軸,取得當今滾珠絲杠驅動方法的最高速度。


日本新瀉鐵工所SPN50、SPN40加工中間

首要技術參數: 


主軸最高轉速達12000r/min;

疾速移動速度為40m/min,加速度為0.6g;

換刀時刻(刀-刀)為1.4s/1s,(切削-切削)為3.8s/2.7s。


機床首要方案特征: 


選用開創的雙臂瞬時換刀的SSM超高速換刀體系。仿照人的雙手完畢同步反轉運動,只需一個動作(左手拔刀,右手插刀)完畢換刀。而慣例的換刀機械手需求完畢3個動作,因而使非切削時刻削減50%。

為了減輕移動部件分量,機床方案為T型床身,立柱固定,主軸箱移動,選用“箱中箱”方案,X軸移動導軌分置于立柱的上、下兩頭,跨度大、剛性強,提高了高速定位和加(減)速功用。

選用遮斷熱量傳導方法的主軸冷卻體系,運用分外的斷熱聯軸器(熱傳導率是鐵的1/200)分隔主軸電機,以間隔發熱量最大的電機轉子至主軸的熱傳導,并以冷卻液對主軸外圍、主軸軸承、電機設備結合部、電機定子進行循環冷卻,最大極限地削減主軸體系的熱變形。

選用高水平的滾珠絲杠驅動坐標軸。


美國Giddings & Lewis公司RAM500型、RAM630型臥式加工中間

首要技術參數: 


最高主軸轉速達12000r/min;

疾速移動速度達38m/min,加速度為0.6g;

換刀時刻(切削-切削)為4.5s;托板交流時刻為8s。


機床首要方案特征: 


為減輕運動部件分量,主軸頭設備在滑枕上,由滑枕作Z向運動,而不選用立柱運動。

立柱與床身鑄成一體,提高了機床剛度并削減了機床修補。

選用該公司自行開發的G&L CNC800操控體系,具有超前處置才調,在概括加工中可動態調整進給率,以抵達編程需求的加工精度。操控體系內有全集成的PC子體系,能接受SO/2、windows與DOS的程序,因而能聯入計算機網絡,水平較高。

美國Ingersoll銑床公司HVM600型臥式加工中間

首要技術參數: 


最高主軸轉速達20000r/min;

疾速移動速度、最高進給速度均為76m/min,加(減)速度為1~1.5g;

換刀時刻(切削-切削)為4s;托板交流時刻為8s。


機床首要方案特征: 


主軸箱選用“箱中箱”方案,可消除因為驅動力效果而使主軸箱接受懸伸載荷以及由此所致使的變形。

選用直線電機驅動坐標軸。

選用主軸電機及該公司開發的液壓靜壓/動壓混合軸承,其壽命長。主軸取得高的剛性和運動平穩性。

選用空心短錐刀柄,高壓內冷卻加工。

每個坐標軸均選用精細激光方位反應檢測設備。

全體T型床身,運用三個點設備在地基上,削減機床設備時刻及地基費用。


美國Ford轎車公司選用20臺設備(其間HVM型高速加工中間13臺)組成一條缸體柔性加工線,出產4缸轎車發動機,年產發動機缸體15萬臺。

 
 


 
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