如何通過(guò)機(jī)床本體結(jié)構(gòu)選購(gòu)理想立式加工中心?
如何通過(guò)機(jī)床本體結(jié)構(gòu)選購(gòu)理想立式加工中心?機(jī)床本體的結(jié)構(gòu)決定了機(jī)床的性能,其制造水平,裝備質(zhì)量直接影響以后的加工及精度。加工中心的各部件的穩(wěn)定性直接影響機(jī)床精度的保持。機(jī)床本體材料一般為鑄鐵,據(jù)介紹有的公司使用的床身等部件在鑄造完成后,需要放在冰冷的海水里浸泡兩年,然后再進(jìn)行加工,通過(guò)自然時(shí)效消除零件本身的鑄造應(yīng)力。普通立式加工中心通常為固定立柱的C形結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小,缺點(diǎn)是剛性稍差。其他的還有動(dòng)柱式、雙立柱式等,對(duì)于一般用戶來(lái)說(shuō)選擇C形結(jié)構(gòu)的機(jī)床即可。機(jī)床的自重是品質(zhì)的保證。
2)床身結(jié)構(gòu)以對(duì)稱為好,以便在受熱變形時(shí)均勻一致,抵消對(duì)機(jī)床精度的影響。
4)機(jī)床前部最好留有空間,以便手動(dòng)叉車的前輪可以伸進(jìn)去,方便上下運(yùn)輸工件。
一般機(jī)床滑座的長(zhǎng)度與重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工作臺(tái),X軸導(dǎo)軌安裝在滑座上,滑塊安裝在工作臺(tái)下面。但是有一種輕型加工中心,X軸導(dǎo)軌倒置在工作臺(tái)下部,滑塊安裝在滑座上?;?jiǎn)化成一個(gè)薄片。用于精密加工的用戶應(yīng)慎選此類小滑座結(jié)構(gòu)的機(jī)床。
工作臺(tái)的寬度可能導(dǎo)致一些工件不能在該機(jī)床加工,但是工作臺(tái)的寬度受主軸箱長(zhǎng)度的限制不能無(wú)限大,因此選擇寬臺(tái)面的機(jī)床時(shí)要考慮到主軸與立柱的結(jié)構(gòu)剛性。工作臺(tái)上安裝工件用的T形槽有的是三條,有的是五條。考慮到安裝工件方便,選用五條較好,但不是必要條件。
小型機(jī)床通常選用滾動(dòng)導(dǎo)軌,優(yōu)點(diǎn)是摩擦力小,移動(dòng)速度快,通常剛性不如滑動(dòng)導(dǎo)軌。立式加工中心Z向移動(dòng)距離較短,對(duì)效率的影響較小;又因?yàn)橹鬏S系統(tǒng)直接承受加工中的作用力,Z向的剛性極為重要。因此,有些機(jī)床在Z向采用滑動(dòng)導(dǎo)軌。導(dǎo)軌具有不同的公差等級(jí),不特別指出時(shí),廠家通常只配H級(jí)(高級(jí))導(dǎo)軌,實(shí)際上P級(jí)(精密級(jí))更好。選擇設(shè)備時(shí)要作詳細(xì)了解。導(dǎo)軌的截面越寬剛性越好;滑塊大則滾動(dòng)體大、滾動(dòng)體與導(dǎo)軌的接觸面也就大。因此,導(dǎo)軌越寬剛性越好。挑選設(shè)備時(shí)應(yīng)當(dāng)橫向比較此項(xiàng)指標(biāo)。兩條Y軸導(dǎo)軌之間的距離越寬則床身越寬,就增加了毛坯尺寸。
對(duì)于高速機(jī)床此項(xiàng)尤其重要,國(guó)內(nèi)機(jī)床附件供應(yīng)商參差不齊,防護(hù)罩的材料、料厚、結(jié)構(gòu)形式、價(jià)格差別很大,用戶不可忽視。
機(jī)械主軸轉(zhuǎn)矩大,其最高轉(zhuǎn)速在12000r/min左右。主軸與主軸電動(dòng)機(jī)之間有直接驅(qū)動(dòng)和帶傳動(dòng)兩種形式。其中直驅(qū)形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,振動(dòng)小、噪聲低,但是軸向尺寸長(zhǎng);帶傳動(dòng)對(duì)于主軸電動(dòng)機(jī)的保護(hù)簡(jiǎn)單可靠且軸向尺寸短,在電動(dòng)機(jī)與主軸之間以同步帶連接,同步帶及同步帶輪的質(zhì)量直接影響機(jī)床的加工性能。主軸電動(dòng)機(jī)功率最少要達(dá)到7.5kW(連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn))或11kW(30min短時(shí)),配置11kW/15kW的主軸電動(dòng)機(jī)最好,但價(jià)格較高。電主軸轉(zhuǎn)速高但轉(zhuǎn)矩小,實(shí)用的電主軸的轉(zhuǎn)速已經(jīng)可以達(dá)到60000r/min。雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小,但是維護(hù)成本很高,每使用20000h就要送回廠家保養(yǎng),為了使生產(chǎn)不間斷常常要買兩根主軸。一般用戶選用機(jī)械主軸即可。以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)很重要。
1)常用的主軸轉(zhuǎn)速在6000~8000r/min,如果經(jīng)常加工小直徑孔(例如直徑1mm),就得選用最高轉(zhuǎn)速10000r/min或以上的主軸了。
3)主軸前端與刀柄連接的部位稱作“主軸接口”,有形式和尺寸的區(qū)別。目前市場(chǎng)上主流機(jī)床匹配的接口主要有BT和HSK兩種規(guī)格。BT刀柄市場(chǎng)保有量大,價(jià)格便宜,只是與其規(guī)格相當(dāng)?shù)腍SK刀柄價(jià)格的1/3~1/2。常用的規(guī)格為BT40。HSK刀柄常用的規(guī)格為HSK63。
4)考慮到經(jīng)濟(jì)原因,在立式加工中心上選用BT40的刀柄也可滿足使用要求。只是無(wú)論選擇哪種刀柄,盡量要有中心出水功能,且出水壓力需達(dá)到1.5MPa或以上。這對(duì)于將來(lái)提高生產(chǎn)效率至關(guān)重要。
5)主軸是最容易產(chǎn)生熱的機(jī)床部件,主軸受熱之后要伸長(zhǎng),軸承間隙要減少,除了影響加工精度以外,對(duì)于軸承壽命也有很大影響。國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)軸承壽命與軸承內(nèi)、外環(huán)的溫度有很大關(guān)系。某一種軸承,當(dāng)其內(nèi)、外環(huán)的溫差為0℃時(shí),壽命為20000h;內(nèi)環(huán)溫度低于外環(huán)溫度5℃時(shí),壽命為50000h;內(nèi)環(huán)溫度高于外環(huán)溫度5℃時(shí),壽命為5500h。因此,帶有主軸冷卻油路是高精度加工的重要條件。
雖然無(wú)機(jī)械手式刀庫(kù)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率低,但是換刀時(shí)間長(zhǎng)。建議選擇帶機(jī)械手的刀庫(kù),投入資金增加得不多,但對(duì)于生產(chǎn)率的提高很重要。
此處指的是加工時(shí)冷卻工件與刀具的系統(tǒng)。需要注意機(jī)床外罩切削液的滲漏問(wèn)題,考查切削液噴管的品牌質(zhì)量。切削液箱上要有液位顯示,移進(jìn)與搬出要方便,便于清理??梢钥紤]帶自動(dòng)排屑器的切削液箱,以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。
潤(rùn)滑系統(tǒng)主要對(duì)主軸、導(dǎo)軌、絲杠等處的轉(zhuǎn)動(dòng)及傳動(dòng)進(jìn)行潤(rùn)滑,分為脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑兩種。脂潤(rùn)滑是按部件分別進(jìn)行的。油潤(rùn)滑一般分為兩套回路,一般由PLC(可編程序控制器)自動(dòng)控制。
1)專門對(duì)主軸進(jìn)行的油霧潤(rùn)滑可以有效降低主軸溫度,提高主軸軸承的使用壽命,建議選用。
2)對(duì)絲杠和導(dǎo)軌采用油潤(rùn)滑的好處是操作方便,便于觀察潤(rùn)滑情況。提高了機(jī)床保養(yǎng)的可靠性。
2)防護(hù)門要有一定的安全系數(shù),兩層有機(jī)玻璃中間加一層強(qiáng)力膠可獲得比較好的結(jié)果。
3)正門上方有橫梁的結(jié)構(gòu)整體剛性好,但是影響天車吊裝工件,因此首先要考慮好在生產(chǎn)中上下搬運(yùn)工件的方法與設(shè)備。
6)工作燈屬于消耗品,其價(jià)格及燈泡的更換方法應(yīng)作考慮。這些小零件的正品與贗品外觀相差不大卻價(jià)格懸殊,對(duì)于安全生產(chǎn)、提高效率影響很大。
7)電氣柜內(nèi)部布線是否合理、整潔在一定程度上反映電氣設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低。柜內(nèi)一定要帶溫度控制系統(tǒng),這樣可以有效地減少高溫環(huán)境下機(jī)床的故障率,提高電氣元件的使用壽命。
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