高速切削機床最新的技術(shù)趨勢
為了正確對待高速切削工藝的要求,機床必須滿足動力學(xué)、主軸速度以及剛度和吸振性的嚴(yán)格要求。如果在刀具直徑確定的情況下提高切削線速度,則無疑需要較高的主軸速度。在加工微小和細(xì)致的幾何形狀時,會要求更高的速度,因為需采用直徑更小的刀具。所以至少要采用速度超過40,000轉(zhuǎn)/分和扭矩超過6牛·米的主軸。
目前,可在工業(yè)上使用的速度達(dá)60,000轉(zhuǎn)/分的主軸已是最新技術(shù)趨勢。
為使每個切削刃獲得適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給率,高的進(jìn)給速度和加速度也是必要的,通常需要全新的機床概念。由混凝土聚合物制成的床身框架和由球墨鑄鐵制成的滑枕等移動部件是最新的技術(shù)趨勢。固定部件極為堅固并經(jīng)過大量的精加工,以保證盡可能大的剛度和吸振性。對于所有移動部件,則需要保證剛度最大的同時使重量盡可能最輕。只有這樣的重量分配才可實現(xiàn)高的動態(tài)特性,從而滿足高速切削工藝的要求。
經(jīng)過適當(dāng)預(yù)緊的大螺距滾珠絲杠在兩側(cè)由軸承支撐,加上大功率電機形成了高切削速度和高加速度的基礎(chǔ)。然而必須認(rèn)識到系統(tǒng)的整體能力是由可承受的最大沖擊力所確定的(因加速度而產(chǎn)生)。尤其在頻繁改變進(jìn)給方向的情況下。如加工小的幾何形狀時,決定最大加工速度的是允許的最大沖擊力,而不僅僅取決于驅(qū)動系統(tǒng)的能力。
高分辨率的光學(xué)直線測量系統(tǒng)以及精密線性導(dǎo)軌完善了現(xiàn)代高速切削機床所需的裝備。
控制技術(shù)也必須是最新的,并且要有盡可能快的處理速度以及強大的程序處理和前瞻能力。對加工位置的良好調(diào)整、機床機械和電子部件回路之間的反饋速度也很重要。但是,只有各個方面協(xié)調(diào)配合的系統(tǒng)才能最佳地滿足某一加工要求:如表面質(zhì)量、加工速度和精度等。最新一代的控制系統(tǒng)向用戶提供了以簡單方式執(zhí)行特定的加工目標(biāo)優(yōu)先的可能性,可根據(jù)當(dāng)前的加工要求設(shè)置工藝過程。該功能可設(shè)定速度、表面質(zhì)量或精度優(yōu)先來進(jìn)行加工。