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加工中心:在最小作業面積上實現高生產率

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加工中心:在最小作業面積上實現高生產率

發布日期:2015-05-13 00:00 來源:http://www.guelphholdings.com 點擊:

    為求最高的生產率,需要在有限而本錢較高的作業面積上進行經濟地生產。作業面積是選擇合適加工中心時的重要準則。最好是采用多軸機床,結構盡可能緊湊的機床。兼有這兩種特性是比較理想的。而施韋比施機床有限責任公司(SW)(廠址:Waldmossingen)的專家們,以BAS03立式加工中心(圖1)的結構系列成功地做到了這一點,這些機床通過兩個主軸和兩個橋式夾具的雙回轉支座,在批量生產中以最小的安置面積來獲得最高的生產率。


SW的立式加工中心BA S03利用在整體構件上框架結構的優點

    結構緊湊、高剛性和高精度源于整體構件完善的結構和配置特點,使BA S03結構系列的所有加工中心具有較多的優點。由于是三側面封閉的整體構件,對于單位置類型(加工位置同時又是工件上、下料位置)的機床只需3.6m×2.6m的安置面積,而對于雙位置類型(分別設有加工位置和工件上、下料位置)的機床也僅需3.9m×3.0m的安置面積。另外,這種框架結構方式還具有特別高的剛性并在傳遞加工力時能形成封閉的力線。框架結構中,可將直線運動軸的驅動裝置和導軌設置在加工區的上方和外面。其上就不會濺落切屑和冷卻潤滑液。Z軸是在一個封閉的框架內移動,這個框架以兩側的轉動導軌作為X軸,而轉動導軌又在Y軸的封閉框架上移動,由此構成一個“框中框”的封閉框架。Y軸由兩個單獨的驅動裝置使進給絲杠實現進給運動,通過與直接丈量系統的結合,即使由于切削力而產生偏心載荷,也可避免滑臺的傾斜(圖2)。這樣,使加工中心BA S03在整個加工區達到的定位精度Tp為0.008mm(按VDI DGQ3441)。特別有利的是,由此而保持長期精度,這與立柱移動式機床和在立柱上配置滑臺的這類典型結構的立式加工中心是不同的。直線軸快速移動時,以8m/s2的加速度進行加速,快速行程速度可達75m/min。


可調節的驅動裝置,即使在偏心力的作用下,在整個加工區仍能達到一致而穩定的精度

    直接驅動的主軸轉速達17500 r/min。從2500 r/min的轉速開始,其驅動功率為15.5 kW(主軸電動機接通時間40%)。由于采用刀柄HSK63和轉矩60 Nm,也可適用于較大的刀具,例如平面銑刀和裝有可轉位刀片的面銑刀。在這一年度,推出的一種新的機床變型,具有比迄今的主軸大兩倍的轉矩。進行換刀時,刀具的重量可達7.5 kg和刀具直徑70 mm,當刀庫裝刀刀座兩旁的兩個刀座沒裝刀具時,該刀具可采用160 mm大的直徑。加工中心的刀庫容量為40個刀座(選項64個刀座),對于雙主軸加工中心,刀庫容量為2×20個刀座(選項2×32個刀座)。提取式換刀原理——主軸移動到換刀位置——減少了換刀所需的時間,由此,切屑到切屑的時間(兩次切削間的均勻中斷時間)僅為3秒。 


    對于單位置類型的立式加工中心,在以600×400×400 mm(X軸、Y軸、Z軸)量度的加工區內配置一個橋式夾具。可回轉360°(A軸,最高回轉速度為50 r/min)和承載不超過400 kg重的夾具及工件(圖3)。直接驅動和直接丈量系統的結合可達到±5(角)秒的定位精度。


橋式夾具最大可承載400 kg重的夾具和工件,并由此可實現裝夾多個工件

    在最少輔助時間情況下進行綜合加工雙位置類型的加工中心,可使用由回轉支座兩側支承的橋式回轉夾具(A軸)。僅僅在3.5秒的時間內,橋式夾具回轉180° ,從上、下料位置回轉到加工位置。通過這種方式, 操縱職員可以在與基本時間平行的時間內,按人機工程學最合適的裝料高度進行工件的上、下料,這在SW公司的臥式加工中心上已證實是最好的設計準則。通過有機玻璃隔板把上、下料位置完全同加工區隔開,這樣,切屑和冷卻潤滑液完全被阻隔在加工區內。從而排除了操縱職員在進行上、下料時可能出現的危害。由于整體構件是向前和向上敞開的,所以具有良好的可接近性。這樣,可以毫無題目的采用產業機器人實現工件的自動上、下料或通過龍門式上料裝置實現工件的輔助上、下料。與基本時間平行的時間內進行工件的上、下料和兩個主軸的加工從而提供了

最高的生產率和最好的經濟性

    在橋式夾具上通過附設的回轉工作臺,就可以以任意的角度進行加工,并且可以在工件一次裝夾下實現工件的五面加工(B軸)。為實現這種加工和對于工件夾具所需的液壓驅動裝置和氣動驅動裝置或夾緊裝置的接口,已經裝在回轉支座和橋式夾具上。在這里所謂的5軸工作臺裝有像橋式夾具的第4個軸相同的電動機。回轉工作臺配置一個,還是兩個橋式夾具要經過經濟性計算來決定。 


    在向下敞開的加工區里,光滑的隔板有利于切屑的活動,BA S03又非常適合于進行干加工。在機床上也設置了主軸的內部冷卻液供給裝置,主軸可通過專門的回轉接頭把微量油氣潤滑液(濕潤劑)送到刀具的切削刀刃上,這可以像常規的冷卻潤滑裝置那樣產生最高達120巴的壓力。由這種立式加工中心結構系列組成的機床系統,使我們可以在最小的安置面積上獲得必要的高生產率。在這里,生產企業可以從機床的不同品種中靈活的選擇最合適的變型品種。對于小批量生產和頻繁更換工件的情況,應優先選擇單主軸單位置類型的并在橋式夾具上采用手動夾具的立式加工中心。


    在中批量和大批量生產中為了達到很高的生產率,應選擇雙主軸雙位置類型的并在橋式夾具上裝有附加NC回轉工作臺的立式加工中心。可實現工件在一次裝夾下,在其五個面上并以任意的角度進行綜合加工。這就減少了生產時間,并對獲得極高的精度作出了貢獻。加工較小和中等尺寸的工件,可以采用結構緊湊、高生產率的BA S03結構系列的加工中心。雙主軸加工中心


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