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2014-09-16 复合加工机床的新潮流

出处:www.joyoucnc.com  分类:技术支持  发布:2014-9-27 11:11:13  阅读:(1202)
摘要:2014-09-16 复合加工机床的新潮流

2014-09-16  复合加工机床的新潮流

为能在激烈的市场竞争中取胜,提高机床附加价值功能的集成化正在发展。代表这一趋势的就是以一台机床进行复合加工和不同方式的加工、作为可达到多品种、小批量生产、不同品种不同产量的生产时代的王牌而显露头角的复合加工机床。原来的加工中心数控车床的一半以上将被复合加工机床替代,预计可达到能同全部加工中心匹敌的生产、销售规模。

一台拥有为加工复杂形状的工件而进行数道工序、不同方式的加工性能的机械称之为复合加工机床。为达到同样目的,也有将控制坐标多轴化、扩大加工功能、多机能化的使用方法。总之是用工序集成的方法提高生产效率,提高机床的附加价值。于是,这里就把前者的在一台机械内实现不同品种加工的机床和后者的多坐标控制机床两者通称为复合加工机床。

复合加工机床具有的功能是随着时代的变化而变化的。过去曾有将加工中心称为复合加工机床的时期,但因工具交换加工的品种受到限制,而且也走不出切削加工的领域,现在已经不再将一般的加工中心称之为复合加工机床了。同样,现在的复合加工机床不再被称为复合加工机床的时代也可能不远了。复合加工机床的开发、生产在不断得到推进,特别是最近具有将车削功能和回转切削功能合并起来的机床的销售台数迅速增加,今后可望达到与加工中心相匹敌的生产和销售规模。

当初,日本的复合加工机床是以车床为基础,加上铣加工功能并予以强化的。这是因为几乎所有车床加工的工件都要进行二次铣加工和孔加工。当初开发复合加工机床就是以合成这些加工工序为目的。但是最近的复合加工机床从原来的以车削加工为主,变成以铣加工为主体,代替加工中心使用的情况多了起来。此外,现在也开发出可进行粗加工到复杂形状加工的车削加工中心

一、以车削加工为主体

以车削加工为主体的复合加工机床是车削中心。车削中心以车加工为起点,在刀架上配置车床用工具和可进行铣加工的回转工具,可以对圆筒形工件和棒形工件施行沟槽加工以及平面加工。最近,又出现双主轴头方式,通过交替方法可以不用卸下工件将另一端进行加工。当前车削加工零部件的70%需要进行两道工序以上的加工,作为将这些零部件高效、高品质加工,在车削加工的同时、同位置的加工技术有以下三点。

1 内、外加工集成化:一次(表面)及第二次(内面)加工的各项功能输入于机床内的一次/二次加工机床。

2 加工复合化:车削加工加上铣加工、磨削加工等各项功能均具备于机床内的工序集成加工机床。

3 智能化:将储藏、搬运、加工在机床内存化,可以进行工件识别、对工件控制把握、适应控制、信息网络化等,是采用了最新监测技术的单元加工机床。

二、加工中心多坐标化

五坐标控制:在XYZ三个坐标控制的基础上,为能变化工具的方向、在进给轴周边的特定角度设定回转位置开发出的产品是五坐标加工机床。五坐标加工机床有如下两种使用方法:

(1) 回转控制轴使用分度,加工件倾斜地对象刀具,在这种状态下进行三坐标控制的加工。

(2) 将所有的控制轴同时使用、连续动作,这叫做五轴联动,可对叶轮等呈突出形状的曲面形状工件进行加工。

五坐标联动加工机床的特点有很多:A、可以避开切削速度为零的条件B、可缩短刀具长度C:可加工不重新装卸就不能进行加工的呈突出形状的工件。现在,飞机行业、金属模具行业等对这种设备的需求正在增加。

六坐标控制:铣系列加工机床因采用多轴控制,不仅可进行复杂形状的加工,还可以进行复合加工。例如有棱角的形状或四角形的孔等,过去因不改变工序就不能再加工,一般都是换于放电加工机床上再处理的。现在用凿子样的刀具代替了回转刀具,在采用六坐标控制的同时进行摇动切削加工,这就使得一台设备可以完成工件的加工,精度和效率也得到了提高。

使用非回转式刀具,就必须控制主轴周围的回转位置,这就需要采用六坐标控制。在提高效率方面,因六坐标控制加工使用了非回转刀具,切削速度和进给速度达到了一致,这就解决了不能以提高主轴转速进行高速加工、回转刀具不能作到的形状和部位的加工问题。也使不用改变工序、一次装卡完成全部切削加工成为可能。

三、磨削加工主体

对于磨床的多轴化,过去在无心磨床等产品方面的作业工序上如何实现自动化而下的功夫比较多。正在开发的还有以一台机床完成内圆、外圆、端面磨削的产品。随着数控装置的高速化,磨床的复合化功能也在推进。如欧洲厂家正在普通的万能磨床上设法加上螺纹磨削和花键磨削功能,即在搞磨削复合加工机床的开发。

四、不同形式加工的复合化

作为根据不同原理进行各种加工的复合加工,还有把切削加工和精加工的磨削、研磨加工组合到一起、为能在加工后进行热处理及结合、切断等,配置上激光功能、及可同时进行加工和组装的产品等。正在开发的产品还有,把车削功能和铣加工功能及至齿轮加工功能都整合到一起的、独自的复合加工机;作为与激光的复合化,把车削加工功能和激光淬火功能统合在一起的复合车床。欧洲还在开发的新品种有,把机械方面的铣加工功能和用激光的三次元加工功能统合起来的复合加工机床。

用复合加工机床进行零部件生产的最大特征是,把需要几台不同机床的加工统合到一起,以一台复合加工机可将工序较容易地集成起来。并带来如下好处:

1 提高生产效率:复合加工机床可以通过一次性工具装卡,完成过去需要几台不同的机床所搞的加工,这样加工的整个工时和加工时间都会得到减少。过去就有通过集成工序达到合理化的想法。如左右都配置主轴的、以相对面的两个主轴连续进行第一道和第二道工序加工就是一例。当然批量生产各方面效果会更好,对于多品种、少批量生产来说,复合加工机床还是有利的。

2 减少程序:因作到了以一台设备完成加工不再需要从一个工序到另一工序的转换,也省略了6次转换时对工件的装卡、拆卸。

3 保持高精度:由于无需将工件再次装卡,不必在意定位问题,使精度容易得到保持。

4 节省能源、降低成本:与需要购买几台不同的设备进行加工相比,一台复合机是很合适的。与开动几台设备相比,能源也得到节省,因减少了电力的使用而使运行成本得以降低

5 节省空间:不再需要有专机功能的数台加设备,可因此而节省现场空间--等等。

复合加工机床的结构更加复杂起来。由于不断增加的功能和加工内容使得加工、震动及至发热等情况各有不同,这就要求机械结构的设计能够跟得上各自不同的情况。而且复合加工机床需要在保持能够发挥其性能的同时,在结构和价格方面达到较易被接受的水平。这样,才可使复合加工的运用技术充分发挥出来。

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