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機(jī)床知識(shí):漫話數(shù)控雕銑機(jī) |
發(fā)布時(shí)間:2013/12/12 查看次數(shù):1799
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雕銑機(jī)(CNC engraving and milling machine)它是數(shù)控機(jī)床的一種。雕銑機(jī)是使用小刀具、大功率和高速主軸電機(jī)的數(shù)控銑床。國(guó)外加工模具是以加工中心銑削為主的,加工中心在用小刀具加工小型模具時(shí)顯出了局限性,成本的不經(jīng)濟(jì)。數(shù)控雕刻機(jī)的優(yōu)勢(shì)在雕刻,如果加工材料硬度比較大,同樣也顯出加工性能的不足。雕銑機(jī)彌補(bǔ)李了兩者的不足,雕銑機(jī)既可以雕刻,也可銑削,是一種高效高精的數(shù)控機(jī)床。
數(shù)控雕銑機(jī)和雕刻機(jī)、加工中心在外觀結(jié)構(gòu)上都非常類似,下面就三者進(jìn)行比較分析:
加工中心:是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的一種高度自動(dòng)化的多功能數(shù)控機(jī)床。它可以實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工,功能特別強(qiáng)調(diào)“銑”。
雕刻機(jī):它主軸轉(zhuǎn)速高適合小刀具的加工,扭矩比較小,著重于“雕刻”功能,例如木材、亞克力板等硬度不高的板材,不太適合強(qiáng)切削的大工件,不宜用于模具開(kāi)發(fā);例如晶片雕刻機(jī)。
雕銑機(jī):它在雕刻機(jī)的基礎(chǔ)上加大了主軸、伺服電機(jī)功率,床身承受力,同時(shí)保持主軸的高速,更重要的是精度很高。雕銑機(jī)還向高速發(fā)展,一般稱為高速機(jī),切削能力更強(qiáng),加工精度非常高,還可以直接加工硬度在HRC60以上的材料,一次成型。
加工中心體積最大,采用懸臂式,雕銑機(jī)和雕刻機(jī)一般多用龍門式架構(gòu),龍門式又分為棟梁式和定梁式,目前雕銑機(jī)以定梁式居多。
主軸最高轉(zhuǎn)速(r/min):加工中心8000;雕銑機(jī)最常見(jiàn)24000,高速機(jī)最低30000;雕刻機(jī)一般與雕銑機(jī)相同,用于高光處理的雕刻機(jī)可以達(dá)到80000,用的是氣浮主軸。
主軸功率:加工中心最大,從幾千瓦到幾十千瓦都有;雕銑機(jī)次之,一般在十千瓦以內(nèi);雕刻機(jī)最小。
切削量:加工中心最大,特別適合重切削,開(kāi)粗;雕銑機(jī)次之,適合精加工;雕刻機(jī)最小。
速度:由于雕銑機(jī)和雕刻機(jī)都比較輕巧,它們的移動(dòng)速度和進(jìn)給速度比加工中心要快,特別是配備直線電機(jī)的高速機(jī)移動(dòng)速度最高達(dá)到120m/min
精度:三者的精度差不多。
加工范圍:工作臺(tái)面積可以比較好的反應(yīng)這個(gè)。國(guó)內(nèi)加工中心最小的工作臺(tái)面積(mm)在830*500(850機(jī));雕銑機(jī)的最大的工作臺(tái)面積在700*620(750機(jī)),最小的是450*450(400機(jī));雕刻機(jī)一般不會(huì)超過(guò)450*450,常見(jiàn)的是45*270(250機(jī))。
應(yīng)用范圍
數(shù)控銑和加工中心用于完成較大銑削量的工件的加工設(shè)備
數(shù)控雕銑機(jī)用于完成較小銑削量,或軟金屬的加工設(shè)備
高速切深入分析削機(jī)床用于完成中等銑削量,并且把銑削后的打磨量降為最低的加工設(shè)備
機(jī)械特性
機(jī)床的機(jī)械分為兩個(gè)部分,移動(dòng)部分和不移動(dòng)部分:工作臺(tái),滑板,十字花臺(tái)等為移動(dòng)部分,床座,立柱等為非移動(dòng)部分
-床體采用高低筋配合的網(wǎng)狀架構(gòu),有采用蜂巢的相接的內(nèi)六角網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
超寬的立柱和橫梁,龍門式的結(jié)構(gòu)由于其極好的對(duì)稱性和極佳的鋼性被高速切削設(shè)備廠家做為首選結(jié)構(gòu)。
移動(dòng)部分有與數(shù)控銑顯著的不同之處是加寬了很多導(dǎo)軌與導(dǎo)軌之間的距離,以抗鈕力矩。
采用了米漢那鑄鐵,也就是孕育鑄鐵,在澆注鐵水時(shí)加入一定比例的硅(Si)從而改變了鐵的內(nèi)部結(jié)構(gòu),更加耐沖壓,剛性顯著提高。
機(jī)床的剛性主要用于克服移動(dòng)部分在高速移動(dòng)時(shí)對(duì)非移動(dòng)部分的強(qiáng)大沖擊,所以導(dǎo)軌、絲桿要求粗壯,加強(qiáng)連接部分剛性
編程軟件
軟件,數(shù)控銑加工中心,高速切削機(jī)床雕銑機(jī)都使用標(biāo)準(zhǔn)的CAD/CAM軟件如:MasterCam Cimatron PE UG等。
銑床通常以為Cimatron刀路較好一點(diǎn),新版的軟件充分考究到刀具的每時(shí)每刻的切削量的均勻性,尤其是刀進(jìn)入走出工作的一刻的速度和圓滑性,以及在拐點(diǎn)的跟隨差算法問(wèn)題(followingError),使結(jié)果和設(shè)計(jì)圖形更加貼進(jìn),CAD部分則大量采用直觀的三維實(shí)體造型如Solidworks等再通過(guò)IGS等轉(zhuǎn)入CAM軟件進(jìn)行加工。
雕刻加工因其刀具的特殊性的有相當(dāng)?shù)募?xì)小的角度控制,用TYPE3為好。
刀庫(kù)的選擇
加工中心是一個(gè)體面的名詞,對(duì)刀庫(kù)的要求一定要結(jié)合實(shí)際。
加工中心是為了完成多種工序于自動(dòng)狀態(tài)的數(shù)控設(shè)備,主要是對(duì)于一些固定的大批量的生產(chǎn)作業(yè),對(duì)于模具行業(yè)和小批量生產(chǎn)單位不要?jiǎng)硬粍?dòng)就上加工中心,太多的廠家買加工中心,當(dāng)數(shù)控銑來(lái)使用,使用刀庫(kù)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的成本上來(lái)講很簡(jiǎn)單,主軸,刀庫(kù),空壓機(jī)以及各種刀柄等會(huì)增加成本,一臺(tái)設(shè)備的差價(jià)增加了10萬(wàn)元人民幣,編程人員要清醒。不然悲劇就會(huì)發(fā)生,問(wèn)題也相對(duì)增多了。生產(chǎn)同一品種不到一、二百個(gè)的工件盡量不要使用加工中心.
主軸
對(duì)于數(shù)控銑和加工中心要求低轉(zhuǎn)速大扭矩,主軸變速箱減速,提升扭力的低轉(zhuǎn)速,配置機(jī)械主軸,所以不大可能用小半徑刀具。雕銑機(jī)主軸在2~3萬(wàn)RPM才可工作,回轉(zhuǎn)精度一般2個(gè)μ左右,不然斷刀嚴(yán)重,所以一定要配置電主軸,即電機(jī)和主軸是一體的。對(duì)于高速切削設(shè)備來(lái)講,要求內(nèi)藏式電主軸,而且在低轉(zhuǎn)速時(shí)也要有一定的扭矩,要有油水冷卻機(jī)來(lái)保持主軸工作溫度恒定,主軸功率要在7.5~8KW以上,轉(zhuǎn)速要超過(guò)25000RPM。
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