高速五轴动梁龙门加工中心滑枕及主轴设计-开题报告

高速五轴动梁龙门加工中心滑枕及主轴设计-开题报告
高速五轴动梁龙门加工中心滑枕及主轴设计-开题报告

一、引言:

开题报告主要由 A题目分析、B国内外技术资料、C主要设计内容、D方案、E设计日程安排、五个基本方面组成。

提纲:A题目分析

B国内外技术资料 1、五轴介绍

2、高速切削技术

3、加工中心

4、数控部分

5、小结

C主要设计内容 1、适用范围

2、技术参数

3、结构特点

D 方案 1、整机设计方案

2、具体设计方案(1)主轴部分

(2)进给部分

E 设计日程安排

二、正文:

A 题目分析:

本次毕业设计题目为--五轴高速动梁龙门加工中心。

主要特点:本产品与传统的三轴联动数控龙门加工中心的最大区别是在刀头上增加了A 、C 轴的联动。由于A、 C 轴联动的参入,实现五轴联动加工。该机床具有很强的数控功能,可一次装夹工件在多种空间角度进行铣、镗、钻等工序加工,加工各种具有复杂轮廓表面或型腔的工件,广泛适用于多种机械加工领域。特别适用于模具和凸轮及航天航空等超复杂零件的机械加工。

主要性能要求:

1,整机采用龙门式结构,刚性好上下工件操作方便

2,可实现五轴控制、五轴联动

3,主轴采用高速电主轴、主轴转速高、加工效率高

4,工作台面及三向行程大、加工范围广、整机刚性高、承载重量大

B 国内外技术资料:

本部分内容主要由五个方面组成:1、五轴的介绍 2、高速切削技术 3、加工中心 4、切削数据库 5、数控部分下面一一展开:

1、五轴的介绍

几十年来,人们普遍认为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、复杂曲面的惟一手段。一旦人们在设计、制造复杂曲面遇到无法解决的难题,就会求助五轴加工技术。早在20世纪60年代,国外航空工业生产中就开始采用五轴数控铣床。目前五轴数控机床的应用仍然局限于航空、航天及其相关工业。

五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术,它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体,应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。由于其特殊的地位,特别是对于航空、航天、军事工业的重要影响,以及技术上的复杂性,西方工业发达国家一直把五轴数控系统作为战略物资实行出口许可证制度,对我国实行禁运。因而,研究五轴数控加工技术对国家科技力量和综合国力的提高有重要意义。

符合数控机床发展的新方向

近几年国际、国内机床展表明,数控机床正朝着高速度、高精度、复合化的方向发展。复合化的目标是在一台机床上利用一次装夹完成大部分或全部切削加工,以保证工件的位置精度,提高加工效率。国外数控镗铣床、加工中心为适应多面体和曲面零件加工,均采用多轴加工技术,包括五轴联动功能。在加工中心上扩展五轴联动功能,可大大提高加工中心的加工能力,便于系统的进一步集成化。最近国际机床业出现了一个新概念,即万能加工,数控机床既能车削又能进行五轴铣削加工。五轴数控机床在国内外的实际应用表明,其加工效率相当于两台三轴机床,甚至可以完全省去某些大型自动化生产流水线的投资,大大节约了占地空间和工件在不同制造单元之间的周转运输的时间和花费。

国内五轴数控技术发展状况与市场分析

五轴联动数控机床,是电力、船舶、航空航天、高精密仪器等民用工业和军事工业等部门迫切需要的关键加工设备。西方发达国家长期对我国实行禁运。从1999年开始,在CIMT、CCMT等国际、国内机床展览会上,首先是国内的五轴数控机床产品纷纷亮相,国内五轴数控机床的市场逐渐打开,随后国际机床巨头纷至沓来,五轴数控机床的品种和数量逐年上升:CIMT99、CCMT2000分别推出3台国产五轴联动机床;CIMT2001国际机床展览会上,北京第一机床厂和桂林机床股份有限公司分别展出了主轴转速10000r/min 的五轴高速龙门加工中心,北京市机电院的主轴转速15000r/min的五轴高速立式加工中心;清华大学与昆明机床股份有限公司联合研制的XNZ63,采用标准Stewart平台结构,可实现六自由度联动;大连机床厂自行研制的串并联机床DCB-510,其数控系统由清华

大学开发,该机床通过并联机构实现X、Y、Z轴直线运动,由串联机构实现A、C轴旋转运动,从而实现五轴联动,其直线快速进给速度可达80m/min。这些机床均已达到国际先进水平,体现出我国机床工业为国防尖端工业发展提供装备的实力又有突破性提高。中国机床工业的发展,利用自己研制的高、精、尖产品参与国际竞争,打破了国际技术垄断,国际机床巨头们不愿失去中国这个大有潜力可挖的市场,于是蜂拥而来,把他们的产品“送上门来”:国外展团共展出五轴加工中心8台、五轴车铣加工中心1台、五轴数控刀具磨床5台。

我国数控技术及其设备在各工业部门中的应用整体水平仍然偏低,与工业发达国家相比差距很大。为了实现“十五”规划的发展目标,各部门迫切需要进一步大力发展数控加工技术,亟须配置大量的各类工艺设备,尤其是数控机床设备。对于数控机床设备的主要技术要求是多轴、高速、刚性好、功率大;对坐标数的需求,以三至五轴联动为主。对于关键零件形状复杂的行业,如航空、电力、船舶、模具制造业等,其生产部门对多轴机床要求比例较大,新增五轴数控机床大约占数控机床总数的70%~80%。

2、高速切削技术

高速加工是零件加工的全新途径,它集成多种技术,不仅仅是高速主轴和快速精密进给在机床上的简单结合。为了应用高速加工技术,加工厂必须把必不可少的新功能和必不可少的新技巧有机地结合起来。同时,也要改变工厂的运作方式和物质设施。就缩短产品的交付周期和降低成本而言,HSM可以发挥作用并且很有价值。任何计划实施HSM 的工厂都应仔细考虑,重视生产现场内外可以加快生产周期的一切技术。实施HSM没有唯一正确的途径,每种情况应当如何应用HSM也没有严格不变或立竿见影的准则。我们可以看到,HSM终究不是理论或只有实验室才能验证的概念,而是切实可行的技术:

高速加工的一些主要的应用领域:

①高速切削的应用领域首先在航空工业轻合金的加工。飞机制造业是最早采用高速铣

削的行业。飞机上的零件通常采用“整体制造法”,即在整体上“掏空”加工以形成多筋薄壁构件,其金属切除量相当大,这正是高速切削的用武之地。铝合金的切削速度已达1500m/min~5500 m/min,最高达7500m/min(美)。

②模具制造业也是高速加工应用的重要领域。模具型腔加工过去一直为电加工所垄断,

但其加工效率低。而高速加工切削力小,可铣淬硬60HRC的模具钢,加工表面粗糙度值又很小,浅腔大曲率半径的模具完全可用高速铣削来代替电加工;对深腔小曲率的,可用高速铣削加工作为粗加工和半精加工,电加工只作为精加工。这样可使生产效率大大提高,周期缩短。钢的切削速度可达600m/min~800m/min。

③汽车工业是高速切削的又一应用领域。汽车发动机的箱体、气缸盖多用组合机加工。

国外汽车工业及上海大众、上海通用公司,凡技术变化较快的汽车零件,如:气缸盖的气门数目及参数经常变化,现一律用高速加工中心来加工。铸铁的切削速度可达750m/min~4500m/min。

3、加工中心:

主要搜集到一机床、桂林机床厂、江苏多棱、科挺、西门子、大乔等生产加工中心的厂家的产品资料,主要包括的型号有DMV-5200/6200,DMV-2200(大乔),XK2316/3-5X,(桂林机床厂), TH(K)42160C/TH(K)42200(江苏多棱),TH42160B/5X(西门子),X2016(一机床)等多种五轴龙门式加工中心的技术参数。

4、数控部分(略)

5、小结:

目前我国五轴机床的发展与世界先进水平还有很大的差距,此次设计的内容在国内还没有生产的先例,关键技术还主要是由国外引进。国外如德国的西门子公司生产的TH42160B/5X 五轴联动加工中心在世界处于领先水平,国内的 DMV—3000 系列产品,桂林机床厂生产的XK2316/3—5X 五轴联动数控龙门机床,以及江苏多棱生产的TH(K)42250 定梁龙门加工中心的设计都是同类产品中比较有代表性的设计,在今后的设计中可以较多的学习借鉴。

C 主要设计内容:

主要用途和适用范围:

本机床属于高速龙门加工中心。可安装直角铣头,一次装夹工件进行五面体加工和多种空间方向的铣、镗、钻、攻丝等工序加工,自动化程度高。适用于航空航天、模具、汽车、铁路、船舶等行业大中型复杂零件形面的粗加工到精加工。

主要技术参数:

工作台面积(宽×长) 2000×4000mm

T 型槽 8×28-250㎜

横梁移动行程(X向) 4000mm

主轴滑板移动行程(Y向) 2000mm

主轴滑枕上下移动行程(Z向) 1000mm

龙门通过(宽×高) 2800×1550mm

主轴端面至工作台面距离 550~1550mm

主轴锥孔 BT50

主轴转速 20-10000 r/min

主电机功率连续/30分钟 22/27KW

主轴最大扭矩 760Nm

工作台进给速度(X、Y、Z) 5-8000mm/min

快速进给速度(X、Y/Z) 20000mm/min

刀库容量 32把

刀具最大直径?125/ ?200 ㎜

刀具最大长度 350㎜

刀具最大重量 15Kg

机床外形(长×宽×高) 10000×7200×4800㎜

控制系统选配西门子 840D

位置控制全闭环(X轴双光栅)

主要结构特点

本机床主要由左右墙体、横梁、滑座、主轴滑枕、外管路、冷却箱、液压箱等部件组成。

D、方案:

总体方案的设计:

?整机采用龙门式结构,刚性好,外形美观,上下工件与操作方便。

?可实现五轴控制、五轴联动。

?工作台面及三向行程参数大,加工范围广。整机刚性高,承载重量大。

?主要大件采用箱形结构,强度与刚性好。

?具有刀具自动锁紧及系统保护功能。

?自动换头机构目前较多的设计主要有盘式和机械手臂式自动换刀机构,决定采用机械手臂式换头机构。

?采用自动集中润滑装置。

?配置两组螺旋式自动排屑装置,自动化程度高。

?可选择配置四周封闭式防护围

具体方案的比较设计:

数控机床的设计及装置的变化使高速加工技术得到了发展,高速加工的机床要满足以下条件:配备结构紧凑的高速主轴、机床的功率要求足够大、机床主轴加速度大、高速进给滚珠丝杠、高速高精度插补系统、快速响应数控系统和高精度的伺服系统以及实心的台架、刚性的龙门框架,且基体材料选择聚合混凝土,使机床的结构振动衰减作用是铸铁或纯焊接钢结构的8倍。由于减少振动,使马达的热稳定性提高。

1、主轴部分:

高速主轴是高速切削机床的核心部件,随着对主轴转速要求的不断提高,传统的齿轮——皮带变速传动系统由于本身的振动、噪音等原因已不能适应要求,取而代之的是一种新颖的功能部件——电主轴,它将主轴电机与机床主轴合二为一,实现了主轴电机与机床主轴的一体化。电主轴采用了电子传感器来控制温度,自带水冷或油冷循环系统,

使主轴在高速旋转时保持恒温,一般可控制在20°~25°范围内某一设定温度,精度为±0.7°,同时使用油雾润滑、混合陶瓷轴承等新技术,使主轴免维护、长寿命、高精度。主轴内部采用的高速精密轴承有很多种,大体分为磁悬浮轴承、液体动静压轴承、混合陶瓷轴承和滚珠轴承,决定采用滚珠轴承高速主轴。

滚珠轴承高速主轴当前高速切削铣床上装备的主轴多数为滚珠轴承电动主轴。如图1所示,电动主轴由转子、轴承、外壳、电机组件和测角系统组成。除此之外,主轴运转时,还必须配备冷却系统、润滑系统和变频驱动电气装置。

高速主轴的轴承大多用压力角为15o或25o的角接触滚珠轴承,其精度等级以精密级(C级)和超精密级(B级)为主。为了提高轴承的极限转速,有的轴承厂在普通系列基础上增添了高速轴承系列,所不同的主要是采用直径较小的钢球和保持架以外圈滚道导向,从而减少了钢球由离心力的作用而引起的对轴承外圈的压力和改善保持架运转时的润滑条件。高速主轴轴承的最新发展是所谓的混合轴承,它的内、外圈由轴承钢制成,但滚珠由氮化硅陶瓷制成。与钢球相比,陶瓷球密度减少60%,因而可大幅度地降低离心力。另外,陶瓷的弹性模量比钢高50%,在相同的滚珠直径时,混合轴承具有更高的刚度。氮化硅陶瓷的另外一个特点是摩擦系数低,由此可减少轴承运转时的摩擦发热、磨损及功率损失。

滚珠轴承主轴的运动精度主要取决于所选用的轴承的精度。运动误差除了由主轴各零件的形状误差引起的低频误差外,还有滚动体的高频运动误差。这些运动误差不但影响工件的表面粗糙度,而且影响刀具寿命。目前市场上的滚珠轴承高速主轴的最高回转精度可达0.5μm,并已开发更高精度的新型电动主轴。

2、进给部分:

高速主轴必须装在结构能适应高速切削的机床上,才能充分发挥高速切削的众多优点。这就要求高速切削机床具有很高的进给速度,并在很高速下仍有高的定位精度。此外,高速进给要靠很大的加速度来实现,所以高速切削机床不仅要有很高的静刚度,还

必须有很高的动刚度。

本机床主要由x,y,z三个主要的进给方向组成,这就要求有三个伺服系统,为了实现高速切削加工,机床不但要有高速主轴,还要有高速的伺服系统,这不仅是为了提高生产效率,也是维持高速切削中刀具正常工作的必要条件,否则会造成刀个的急剧磨损与升温,破坏工件加工的表面质量。目前伺服系统重要分为两类:

1,直线电机伺服系统

直线电动机的基本构造与普通旋转电机相似,如图7所示,可假想把一个旋转电动机沿母线剪开并铺平就成为一个直线电动机。它无需其他修动装置就可产生直线运动。由于电动机与滑台刚连在一起,整个驱动的刚度较高,从而可达到很宽的调节频带。驱动系统的加速度取决于驱动电动机的功率和滑台的质量。与丝杠驱动系统相比,滑台上的附加质量能明显地影响直线电动机驱动系统的动态特性。尽管如此,直线电动机由于有较宽的调节频带能够达到比丝杠驱动更高的轨迹精度。与旋转电动机相比,直线电动机的电流发热损失很大,当电动机的功率较大时,必须配备相应的冷却系统

2,滚珠丝杠驱动装置

滚珠丝杠仍是高速伺服系统的主要驱动装置,用AC伺服电机直接驱动,并采用液压轴承,进给速度可达40~60m/min,其加速度可超过0.6g,成本较低,仅为直线电机的1/2.5。

机床在进给方向X上的设计:

在90年代初多采用大导程滚珠丝杠传动和增加伺服进给电机的转速来实现的,一般进给速度可达60m/min左右。为了能达到更高的进给速度,近几年出现了直线电机驱动系统。由于它无间隙、惯性小、刚度较大而无磨损,通过控制电路可实现高速度和高精度驱动,在1997年进给速度已达120m/min。由于X方向上的进给量较大决定

采用直线电机驱动。

?在Y、Z两方向的进给设计(即溜板和滑枕的):

?进给均采用滚珠丝杠驱动装置。升降部件(滑枕)采用液压平衡,保证升降部件运动的稳定、可靠。

?纵向导轨采用高性能滚动导轨,横向和垂向采用矩形淬火贴塑结构,导轨强度高,刚性好,耐磨性强,运动灵敏度高。

E 设计日程安排:

第一阶段:(前四周)调研、准备方案、开题、翻译

第二阶段:设计阶段: 1、初步设计:结构装配图

2、详细设计:造型、造零件、装配、标注

3、修改设计

第三阶段:(最后三周)写论文、答辩

北京机械工业学院

毕业设计开题报告

题目:高速五轴动梁龙门加工中心滑枕及主轴设计

系别机械系

专业班级机械设计制造及其自动化0003班

姓名蔚迪

指导教师赵宏林杨庆东

起止日期2004.2~2004.6

一,引言:调研报告主要以题目分析,调研工作的主要目的和范围,所使用的方法及所获资料,调研工作的总结四个方面展开。

二,正文:

1,题目介绍:

本次毕业设计题目由杨庆东老师指导,设计题目为--五轴联动高速龙门加工中心。

主要特点:本产品与传统的三轴联动数控龙门加工中心的最大区别是在刀头上增加了A 、C轴的联动。由于A、C 轴联动的参入,实现五轴联动加工。该机床具有很强的数控功能,可一次装夹工件在多种空间角度进行铣、镗、钻等工序加工,加工各种具有复杂轮廓表面或型腔的工件,广泛适用于多种机械加工领域。

主要性能:

1,整机采用龙门式结构,刚性好上下工件操作方便

2,可实现五轴控制、五轴联动

3,主轴采用高速电主轴、主轴转速高、加工效率高

4,工作台面及三向行程大、加工范围广、整机刚性高、承载重量大

2,调研的主要目的和范围:

调研的目的主要是明确自己的设计课题,了解国内外此类机床的发展现状,同类型产品的技术参数和所采用的先进的制造工艺,明确自身设计在同类型产品中所处的位置及发展前景。

范围主要是通过学校图书馆,国家图书馆,北京机床研究所,机械部情报局查阅资料以及借助网络,如:新浪、搜狐、google等大型网站,及CNKI 、mmsonline 等专业网站进行资料的收集。

3,方法和资料:

1,通过网络:主要从五个方面展开 1、高速切削技术 2、数控部分的设计 3、主轴部件 4、切削数据库 5、五轴加工中心产品,五个方面逐步展开

2,通过图书馆:主要借阅《机床设计手册》、《机床数控技术》、

《加工中心的设计》、《Mechanism Design》、《Manufacturing automation》《Mechatronics and Machinetools 》以及《Proe虚拟设计与装配》、《机械工程专业英语》等辅助工具书,浏览了《机械设计师》、《重型机械》等期刊杂志,收集到相关的最新应用技术。

3,实地考察:北京机床研究所参观CNC机床,主要有卧式、立式加工中心及龙门式五面加工中心,了解到电主轴、自动换刀机构、驱动电机等关键技术环节。

4,调研总结:

经过一段时间的调研,我发现机床工业亟须发展五轴数控技术,几十年来,人们普遍认为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、复杂曲面的惟一手段。一旦人们在设计、制造复杂曲面遇到无法解决的难题,就会求助五轴加工技术。早在20世纪60年代,国外航空工业生产中就开始采用五轴数控铣床。目前五轴数控机床的应用仍然局限于航空、航天及其相关工业。

五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术,它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体,应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。由于其特殊的地位,特别是对于航空、航天、军事工业的重要影响,以及技术上的复杂性,西方工业发达国家一直把五轴数控系统作为战略物资实行出口许可证制度,对我国实行禁运。因而,研究五轴数控加工技术对国家科技力量和综合国力的提高有重要意义。

近几年国际、国内机床展表明,数控机床正朝着高速度、高精度、复合化的方向发展。复合化的目标是在一台机床上利用一次装夹完成大部分或全部切削加工,以保证工件的位置精度,提高加工效率。国外数控镗铣床、加工中心为适应多面体和曲面零件加工,均采用多轴加工技术,包括五轴联动功能。在加工中心上扩展五轴联动功能,可大大提高加工中心的加工能力,便于系统的进一步集成化。最近国际机床业出现了一个新概念,即万能加工,数控机床既能车削又能进行五轴铣削加工。五轴数控机床在国内外

的实际应用表明,其加工效率相当于两台三轴机床,甚至可以完全省去某些大型自动化生产流水线的投资,大大节约了占地空间和工件在不同制造单元之间的周转运输的时间和花费。

综上可知,目前我国五轴机床的发展与世界先进水平还有很大的差距,此次设计的内容在国内还没有生产的先例,关键技术还主要是由国外引进。国外如德国的西门子公司生产的TH42160B/5X 五轴联动加工中心在世界处于领先水平,国内的DMV—3000 系列产品,桂林机床厂生产的XK2316/3—5X 五轴联动数控龙门机床,以及江苏多棱生产的TH(K)42250 定梁龙门加工中心的设计都是同类产品中比较有代表性的设计,在今后的设计中可以较多的学习借鉴。

北京机械工业学院

毕业设计调研报告

题目:高速五轴动梁龙门加工中心滑枕及主轴设计

系别机械系

专业班级机械设计制造及其自动化0003班

姓名蔚迪

指导教师赵宏林杨庆东

起止日期2004.2~2004.6

高速五轴动梁龙门加工中心滑枕及主轴设计-开题报告讲解

一、引言: 开题报告主要由 A题目分析、B国内外技术资料、C主要设计内容、D方案、E设计日程安排、五个基本方面组成。 提纲:A题目分析 B国内外技术资料 1、五轴介绍 2、高速切削技术 3、加工中心 4、数控部分 5、小结 C主要设计内容 1、适用范围 2、技术参数 3、结构特点 D 方案 1、整机设计方案 2、具体设计方案(1)主轴部分 (2)进给部分 E 设计日程安排 二、正文: A 题目分析: 本次毕业设计题目为--五轴高速动梁龙门加工中心。 主要特点:本产品与传统的三轴联动数控龙门加工中心的最大区别是在刀头上增加了A 、C 轴的联动。由于A、 C 轴联动的参入,实现五轴联动加工。该机床具有很强的数控功能,可一次装夹工件在多种空间角度进行铣、镗、钻等工序加工,加工各种具有复杂轮廓表面或型腔的工件,广泛适用于多种机械加工领域。特别适用于模具和凸轮及航天航空等超复杂零件的机械加工。 主要性能要求: 1,整机采用龙门式结构,刚性好上下工件操作方便 2,可实现五轴控制、五轴联动 3,主轴采用高速电主轴、主轴转速高、加工效率高

4,工作台面及三向行程大、加工范围广、整机刚性高、承载重量大 B 国内外技术资料: 本部分内容主要由五个方面组成:1、五轴的介绍 2、高速切削技术 3、加工中心 4、切削数据库 5、数控部分下面一一展开: 1、五轴的介绍 几十年来,人们普遍认为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、复杂曲面的惟一手段。一旦人们在设计、制造复杂曲面遇到无法解决的难题,就会求助五轴加工技术。早在20世纪60年代,国外航空工业生产中就开始采用五轴数控铣床。目前五轴数控机床的应用仍然局限于航空、航天及其相关工业。 五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术,它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体,应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。由于其特殊的地位,特别是对于航空、航天、军事工业的重要影响,以及技术上的复杂性,西方工业发达国家一直把五轴数控系统作为战略物资实行出口许可证制度,对我国实行禁运。因而,研究五轴数控加工技术对国家科技力量和综合国力的提高有重要意义。 符合数控机床发展的新方向 近几年国际、国内机床展表明,数控机床正朝着高速度、高精度、复合化的方向发展。复合化的目标是在一台机床上利用一次装夹完成大部分或全部切削加工,以保证工件的位置精度,提高加工效率。国外数控镗铣床、加工中心为适应多面体和曲面零件加工,均采用多轴加工技术,包括五轴联动功能。在加工中心上扩展五轴联动功能,可大大提高加工中心的加工能力,便于系统的进一步集成化。最近国际机床业出现了一个新概念,即万能加工,数控机床既能车削又能进行五轴铣削加工。五轴数控机床在国内外的实际应用表明,其加工效率相当于两台三轴机床,甚至可以完全省去某些大型自动化生产流水线的投资,大大节约了占地空间和工件在不同制造单元之间的周转运输的时间和花费。 国内五轴数控技术发展状况与市场分析 五轴联动数控机床,是电力、船舶、航空航天、高精密仪器等民用工业和军事工业等部门迫切需要的关键加工设备。西方发达国家长期对我国实行禁运。从1999年开始,在CIMT、CCMT等国际、国内机床展览会上,首先是国内的五轴数控机床产品纷纷亮相,国内五轴数控机床的市场逐渐打开,随后国际机床巨头纷至沓来,五轴数控机床的品种和数量逐年上升:CIMT99、CCMT2000分别推出3台国产五轴联动机床;CIMT2001国际机床展览会上,北京第一机床厂和桂林机床股份有限公司分别展出了主轴转速10000r/min 的五轴高速龙门加工中心,北京市机电院的主轴转速15000r/min的五轴高速立式加工中心;清华大学与昆明机床股份有限公司联合研制的XNZ63,采用标准Stewart平台结构,可实现六自由度联动;大连机床厂自行研制的串并联机床DCB-510,其数控系统由清华

龙门机床横梁导轨加工

动梁龙门机床横梁导轨加工

目录 一、概述 二、横梁有限元分析 一)横梁结构特点及工作状态分析 二)横梁静态分析 三)横梁导轨分析结果处理 三、横梁导轨加工 一)效验横梁导轨有限元分析结果 二)检测加工设备精度 三)横梁导轨加工 四、结束语 五、参考文献 一.概述

装备制造业是整个工业的基础,而机床行业更是装备制造业的基础。近几年我国加大了对装备制造业的投入, 机床行业也在这个时期得到了突飞猛进的发展。无论是从 产量上,还是产品规模上,中国机床行业都已经在世界机 床行业中占据了重要的地位。 随着装备制造业的不断发展,“先进制造技术”的概念被提出。装备制造业逐渐向精密化、极端化方向发展,因 此近几年机床行业的主要发展方向是大型重切削机床和小 型高精密机床。我国机床行业近几年也开始转变发展方向,将进一步提高机床的精度作为主要的发展方向。 动梁龙门移动式机床结构是最适合大型重切削机床,而从整个动梁龙门移动式机床的结构分析。横梁零件即直 接决定机床Y轴精度,又间接影响机床的Z轴精度。再从 横梁零件的工作状态分析,横梁即受本身自重变形影响, 又受Z轴工作时产生的力影响。因此,可以看出横梁零件 是影响机床Y轴、Z轴两个方向精度的主要零件,而其零件 本身的受力情况又比较复杂。 所以,提高横梁零件的加工精度,对提高机床精度以及横梁零件的加工工艺都具有很大的意义。 二. 横梁有限元分析

一)横梁结构特点及工作状态分析 图1,动梁龙门机床整体结构图 动梁龙门机床的主要结构如上图1所示,其运动特性是:两组床身是机床的X轴,整个龙门框架在两组床身上移动;两个立柱是机床的W轴,横梁在立柱上沿导轨上下移动;横梁是机床的Y轴,滑枕和滑板沿横梁导轨左右移动;滑枕在滑板中上下移动是机床的Z轴。 按上图1所示,横梁零件主要承受的力由两方面产生:一是横梁自身的重量。按龙门机床的结构特点分析,横梁两端支撑,中间悬空。随着机床Y轴行程的增大,横梁自身变形量也会相应的增大。二是滑板、滑枕和铣头体等零件在横梁上移动,导致横梁产生的变形。

龙门技术协议1-08.讲义

XXXXXX-5A数控五轴龙门加工中心 技术协议 1、总述 本合同XXX系列龙门加工中心机床是XX机床集团借鉴国外机床的先进特点,自行研制的新一代龙门固定,工作台移动式龙门加工中心机床,整机采用模块化设计,可以根据不同用户的需求,实现动梁、定梁、交换工作台、主轴头自动交换(实现五面加工等用户特殊用途的主轴角度头)等不同配置形式的机床,本机床适用于大型、中型、板类、盘类、壳体、箱体等等类型零件的粗、精加工,适合各种精密零件的中小批量生产,控制系统为FANUC-18i (也可根据用户要求配置其它数控系统),配有彩色液晶中文显示器,其测量过程实现全数控,并具有非常好的人机界面,高稳定性和高可靠性,操作方便,X、Y、Z、W轴均采用数字式交流伺服系统,可实现坐标轴联动加工,可进行直线和圆弧插补等等操作,零件在工作台上一次装夹后可自动完成铣、镗、钻、扩、攻丝等多种工序的加工,机床立柱、床身、滑枕、十字滑台、工作台采用高强度铸铁材料铸造成形,其结构紧凑,具备大的承载截面,有良好的刚性和吸震性,保证了高精度加工。主轴传动系统采用两级齿轮变速,降速可实现大扭矩满功率输出,承受重负荷切削,同时主轴又可以实现高速加工,满足轻金属零件的加工。具有高功率、高扭矩和高转速的特点,主轴组件利用动态平衡校正设备,直接校正主轴动态平衡,避免主轴在高转速运转时产生共振现象,确保最佳的加工精度。主轴采用冷却液循环冷却系统,分别对主轴变速系统,主轴前轴承,主轴后轴承,主轴中间传动轴轴承,可换主轴头的齿轮传动系统,主轴前后轴承等进行强制恒温冷却,使机床主传动系统的温度始终与机床床身温度保持一致,控制主轴温升,抑制机床整机的热变形。四个进给坐标中,X轴采用高精度圆柱滚子直线滚动导轨,Y、Z及W轴采用矩形滑动淬火导轨,增加机床的承重能力,各坐标轴均采用进口C3级高精度滚珠丝杠,快移速度X、Y坐标可达20m/min。滑枕及动梁机床的横梁移动(Z轴、W轴)配有平衡油缸的平衡装置,平衡移动部件的重量,动态特性好,可获得最佳的加工特性,使Z轴及W轴驱动电机具有良好的负载特性,其中机床W轴采用电机双驱的同步控制技术,保证机床的横梁上下移动时的运动姿态保持恒定,从而提高机床整机的运动精度。换刀装置采用立卧转换式机械手换刀,实现立、卧式主轴的自动换刀

台湾原装进口龙门加工中心

台湾加工中心分为台湾原装进口加工中心和国内组装两类,虽说都是台湾牌子,但是两者还是有一定的区别,无论从工艺、技术、价格方面都相差甚大。 台湾原装进口加工中心牌子有很多在国内都有着不错的口碑,也常被客户津津乐道。介绍几款台湾原装进口加工中心品牌(排名不分前后)。 1.台湾丽伟 公司创立将近33年来所秉持的经营理念,也是公司经营管理的高指导原则,公司内全体员工在工具机王国的土地上辛勤耕耘,坚持提高顾客的满意度及提升机械工业水准为目标,以高水准、便捷的服务以及高品质、低污染的产品为职志,在不断地自我鞭策及努力革新中,去追求卓越,不仅要在国内,也要在国际赢得各界尊敬。 2.台湾德马 永远坚持高品质、技术领先、优质的服务精神,台湾德马集团德马科技有限公司在从事数控机床的事业领域里,供应品质卓越的数控机床20多年,以多年的技术经验及服务品质,深获客户的赞誉。 3.台湾亚崴 台湾亚崴机电股份有限公司成立于1986年,为台湾具规模的专业CNC加工中心机製造厂商之一。在上海有产品行程分佈从610 mm到20 米,包括立式加工机、卧式加工机、龙门加工机、五轴加工机、高速机等等,为客户提供各种高精度、高性能之加工设备,以满足客户今日及未来的任何切削需求。 4永进机械 台湾永进机械工业股份有限公司成立于1954年。资本额528,000,000

新台币,占地面积158,400平方米,拥有500多名员工,其中工程设计人员300多人。是台湾机床行业中历史悠久、规格全、技术力量雄厚、具代表性的制造厂之一。 5、迈鑫机械 台湾迈鑫机械工业股份有限公司SINCE1987年,2013年增资NT4亿8仟万,跻身台湾工具机制造业20强;同年成立台湾首条机床流水生产线;2014年与日本OM合资建厂,新增现代化恒温生产车间。MANFROD迈鑫坚持品质政策,以务实态度,追求至善之品质。30年如一,辛勤耕耘数控机床行业。满足用户在高精度、高效率,耐久度之全方位需求。 为什么选择台湾原装进口加工中心 台湾原装进口加工中心有什么优势呢?为什么这么多客户都比较倾向于台湾原装进口加工中心?原因就是大陆在加工中心生产技术上比台湾相对落后一些,而且很多大陆厂家喜欢节约成本,不愿意把机床的质量做得好,而在这点上台湾原装进口加工中心厂家则会花多的精力,所以台湾原装进口加工中心质量精度还是很被人认可的。同样的价格也相对很高。 无论选择台湾进口加工中心还是选择国产加工中心适合自己的就是好的 南京汉瑞斯精密机械有限公司(主营机床销售)和南京迈鑫数控机床有限公司(国内生产组装数控机床),立足于中国江苏省会南京市。是台湾迈鑫机械工业股份有限公司“MANFORD"在中国大陆指定经销维修服务分公司,涉足华东、华南,辐射全国。十几年来致力于精密模具制造设备的销售和服务为一体的专业公司,专门从事“为模具和产品制造工业界客户提供高品质、高效率、低成本的

进口五轴联动立式加工中心生产企业大全

进口五轴联动立式加工中心生产企业大全 五轴联动立式加工中心是立式加工中心大类里比较高端的机型;立式加工中心正在向五轴联动、六轴联动方向发展,目前德国、瑞士、意大利、西班牙、台湾、日本的立式加工中心机都已发展成为五轴联动立式加工中心或六轴联动立式加工中心,其特点是转速高、精度高,可加工复杂工件。 下面介绍一些进口五轴立式加工中心的生产企业: 一、瑞士进口的五轴联动立式加工中心 1、瑞士FEHLMANN费尔曼五轴联动立式加工中心 2、瑞士威力铭?马黛尔WILLEMIN MACODEL 五轴联动立式加工中心 3、瑞士REIDEN雷登五轴联动立式加工中心

4、瑞士阿奇夏米尔五轴联动立式加工中心 二、德国进口的五轴联动立式加工中心 1、德国斯宾纳SPINNER五轴联动立式加工中心 2、德国巨浪Chiron五轴联动立式加工中心 3、德国wemas威马斯五轴联动立式加工中心 4、德国ALZMETALL奥美特五轴联动立式加工中心 5、德国Fooke福科五轴联动立式加工中心 6、德国STAMA斯塔玛五轴联动立式加工中心 7、德国matec马泰克立式五轴加工中心 8、德国handtmann海德曼五轴联动立式加工中心 9、德国ACROLOC阿卡罗科五轴立式加工中心

10、德国KEPPLER凯普乐六轴联动立式加工中心 11、德国EDEL易代尔五轴/六轴联动立式加工中心 12、德国HEDELIUS赫德鲁斯五轴立式加工中心 13、德国PRIMACON普里马康高速立式五轴加工中心 三、意大利进口的五轴联动立式加工中心 1、意大利FIDIA菲迪亚立式五轴联动加工中心 2、意大利parpas帕尔帕斯立式五轴联动加工中心 3、意大利MECOF美卡福五轴联动立式加工中心 4、意大利皮特卡纳基立式车铣复合五轴加工中心 四、西班牙进口的五轴联动立式加工中心 1、西班牙MTE梅特五轴联动立式加工中心

龙门加工中心技术协议

合同编号: GMC308MS龙门加工中心 技术协议 一、设备技术描述、参数及配置 二、设备主要零部件品牌 三、SIEMENS 840Dsl系统主要功能表 四、制造厂商培训 五、设备推荐用油和油脂表 六、设备客户安调准备表 七、设备通用要求及安装、调试 八、设备验收 九、质量保证 十、其他 十一、机床外观图 甲方(买方):乙方(卖方): 代表:代表: 年月日年月日

一、设备技术描述、参数及配置 1、设备技术描述 GMC3080MS型龙门加工中心主要适用于航空、航天、汽车、军工、能源、信息、模具等行业的零件加工。以加工黑色和有色金属大中型复杂零件为对象,具有高精度、高速度、高柔性、环保等特点。其性能指标和精度指标完全符合国家标准。产品经模块化设计,可以按市场需求进行产品系列化和客户化制造,其良好的性能价格比是国内外客户的最佳选择。 整机结构:机床采用龙门框架移动,工作台固定的结构。基础大件均采用优质树脂砂造型、高强度铸铁材料铸造而成,使机床得到高刚性和稳定的精度。主要铸件均经过 有限元分析,筋格布置合理,充分满足机床高扭矩切削的需要。 主轴箱:主轴箱采用方滑枕结构,选用进口主轴,扭矩大、转速高、噪音低,充分满足镗铣及钻孔加工要求。配置西门子系列主轴电机,满足低速恒扭矩和高速恒功 率切削需要。外置编码器,对主轴的位置进行精确反馈,满足刚性攻丝的需要。 油冷却机对主轴降温,提高轴承使用寿命,降低主轴热变形对加工精度造成影 响。 导轨:床身导轨(X轴)为重载滚柱直线导轨,摩擦力小、承载能力强、高速振动小、低速无爬行、定位精度高。横梁导轨(Y轴)为铸铁镶钢导轨,并且设置了卸 荷机构,INA滚动体与滑动导轨组成复合导轨,减少了滑动摩擦阻力,提高机 床定位精度和重复定位精度。主轴箱导轨(Z轴)为四面封闭式环抱滑动导轨, 即铸铁贴塑摩擦副,有良好的吸振性,保证加工时切削平稳,特别适用于主轴 伸长强力铣削,大孔镗削及使用角度头的五面加工。 驱动:X、Y、Z三个坐标轴均采用西门子系列进给电机驱动,三轴均标配光栅尺,稳定性能好,运行可靠。X、Y进给轴采用伺服电机通过减速机驱动齿轮齿条传 动,其中X轴采用左右各两个伺服电机,共四个伺服电机进行双驱同步控制, 以及相邻两个伺服电机采用主从驱动,利用电气控制消除齿轮齿条传动的反向 间隙,Y轴采用两个伺服电机左右分布在滑鞍两侧,进行主从驱动,也利用电 气控制消除齿轮齿条传动的反向间隙,提高了定位精度和重复定位精度的保持 性;Z轴采用双螺母滚珠丝杠驱动,进行预拉伸,并且Z轴滚珠丝杠为双驱结 构,工作更加平稳。 系统:配置高性能西门子840Dsl数控系统,保证了机床控制的稳定性,也保证了用户要求的数控加工功能和辅助功能。 可选配置:FANUC 31i数控系统、刀库、直角头、延伸铣头、深镗铣头、万能铣头等。 机床所有零部件加工、装配成品质量符合产品图纸及相关技术要求,其安全标准符合GB15760-2004《金属切削机床安全防护通用技术条件》的有关规定,其精度标准符合GB/T17421-2000《机床检验通则》及ISO8636.2-2007《龙门铣床检验条件》的有关规定。

五轴精密加工中心的详细讲解

五轴精密加工中心的详细讲解 五轴加工中心分为两类:一类是立式的,另一类是卧式的。 深圳凯福精密制造的黄教授首先谈一下立式五轴加工中心是怎么实现精密铝合金零件加工的 这类加工中心的回转轴有两种方式,一种是工作台回转轴。设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转,定义为A轴,A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台,在图示的位置上环绕Z轴回转,定义为C轴,C轴都是360度回转。这样通过A 轴与C轴的组合,固定在工作台上的工件除了底面之外,其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度,这样又可以把工件细分成任意角度,加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动,就可加工出复杂的空间曲面,当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单,主轴刚性非常好,制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大,承重也较小,特别是当A轴回转大于等于90度时,工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。 另一种是依靠立式主轴头的回转。主轴前端是一个回转头,能自行环绕Z轴360度,成为C轴,回转头上还带可环绕X轴旋转的A轴,一般可达±90度以上,实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活,工作台也可以设计的非常大,客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点:我们在使用球面铣刀加工曲面时,当刀具中心线垂直于加工面时,由于球面铣刀的顶点线速度为零,顶点切出的工件表面质量会很差,采用主轴回转的设计,令主轴相对工件转过一个角度,使球面铣刀避开顶点切削,保证有一定的线速度,可提高表面加工质量。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎,这是工作台回转式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度,高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈,分度精度都在几秒以内,当然这类主轴的回转结构比较复杂,制造成本也较高。 立式加工中心的主轴重力向下,轴承高速空运转的径向受力是均等的,回转特性很好,因此可提高转速,一般高速可达1,2000r/min以上,实用的最高转速已达到4,0000转。主轴系统都配有循环冷却装置,循环冷却油带走高速回转产生的热量,通过制冷器降到合适的温度,再流回主轴系统。X、Y、Z三直线轴也可采用直线光栅尺反馈,双向定位精度在微米级以内。由于快速进给达到40~60m/min以上,X、Y、Z轴的滚珠丝杠大多采用中心式冷却,同主轴系统一样,由经过制冷的循环油流过滚珠丝杠的中心,带走热量。 卧式五轴加工中心,它是怎么实现精密铝合金零件加工的呢? 此类加工中心的回转轴也有两种方式,一种是卧式主轴摆动作为一个回转轴,再加上工作台的一个回转轴,实现五轴联动加工。这种设置方式简便灵活,如需要主轴立、卧转换,工作台只需分度定位,即可简单地配置为立、卧转换的三轴加工中心。由主轴立、卧转换配合工作台分度,对工件实现五面体加工,制造成本降低,又非常实用。也可对工作台设置数控轴,最小分度值0.001度,但不作联动,成为立、卧转换的四轴加工中心,适应不同加工要求,价格非常具有竞争力。 另一种为传统的工作台回转轴,设置在床身上的工作台A轴一般工作范围+20度至-100度。工作台的中间也设有一个回转台B轴,B轴可双向360度回转。这种卧式五轴加工中心的联动特性比第一种方式好,常用于加工大型叶轮的复杂曲面。回转轴也可配置圆光栅尺反馈,分度精度达到几秒,当然这种回转轴结构比较复杂,价格也昂贵。 目前卧式加工中心工作台可以做到大于1.25m2,对第一种五轴设置方式没有什么影响。但是第二种五轴设置方式比较困难,因为1.25m2的工作台做A轴的回转,还要与工作台中间的B轴回转台联动确实勉为其难。卧式加工中心的主轴转速一般在10,000rpm以上,由于

五轴联动数控加工中心的结构

1五轴联动数控加工中心的结构 五轴联动加工中心大多是3+2的结构,即x,y,z三个直线运动轴加上分别围绕x,y,z轴旋转的a,b,c三个旋转轴中的两个旋转轴组成。这样,从大的方面分类,就有x,y,z,a,b;x,y,z,a,c;x,y,z,b,c三种形式;由二个旋转轴的组合形式来分,大体上有双转台式、转台加上摆头式和双摆头式三种形式。这三种结构形式由于物理上的原因,分别决定了机床的规格大小和加工对象的范围。其中,双转台结构的五轴联动机床由于在加工工件时工件需要在两个旋转方向运动,所以只适合加工小型零件,如小型整体涡轮、叶轮、小型精密模具等,由于结构最为简单,所以相对价格较为低廉,就应用来讲,这是数量最多的一类五轴联动数控机床(图1)。 图1双转台式五轴联动机床加工(汽车大灯)模具 转台加上摆头式结构的五轴联动机床由于转台可以是a轴、b轴或c轴,摆头也是一样,可以分别是a轴、b轴或c轴,所以转台加上摆头式结构的五轴联动机床可以有各种不同的组合,以适应不同的加工对象,如加工汽轮发电机的叶片,需要a轴加上b轴,其中a轴需要用尾座顶尖配合顶住工件,如果工件较长同时直径又细,则需要两头夹住并且拉伸工件来进行加工,当然这里一个必要条件是两个转台必须严格同步旋转;再如加工如图2所示零件,采用c轴加上b轴,由于工件仅在c轴上旋转运动,所以工件可以很小,也可以较大,直径范围可由几十毫米至数千毫米,c轴转台的直径也可以从100~200mm至2~3m,机床的规格、质量也从几吨至十几吨甚至数十吨。这也是一类应用十分广泛的五轴联动数控机床,其价格居中,随机器规格大小、精度和性能的不同相差很大。双摆头式结构的五轴联动机床如图3所示,由于结构本身的原因:摆头中间一般有一个带有松拉刀结构的电主轴,所以双摆头自身的尺寸不容易做小,一般在400~500mm

中国五轴数控机床的现状

中国五轴数控机床的现状 五轴联动数控机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业,有着举足轻重的影响力。普遍认为,五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。但是长期以来,以美国为首的西方工业发达国家,一直把五轴联动数控机床系统作为重要的战略物资,实行出口许可证制度,五轴加工技术和机床长期受制于国外。 近年来,我国五轴加工机床和技术突破了国外的封锁,取得了快速发展。五轴五联动加工机床国内生产厂家已增至20家。从1999年开始,在CIMT、CCMT等国际、国内机床展览会上,国内的五轴数控机床产品纷纷亮相,国内五轴数控机床的市场逐渐打开。 CIM T99、CCMT2000分别推出3台国产五轴联动机床;CIMT2001国际机床展览会上,北京第一机床厂和桂林机床股份有限公司分别展出了主轴转速10000r/min的五轴高速龙门加工中心; 北京市机电院的主轴转速15 000r/min 的五轴高速立式加工中心; 清华大学与昆明机床股份有限公司联合研制的XNZ63,采用标准Stewart平台结构,可实现六自由度联动; 大连机床厂自行研制的串并联机床DCB—510,其数控系统由清华大学开发,该机床通过并联机构实现X、Y、Z轴直线运动,由串联机构实现A、C轴旋转运动,从而实现五轴联动,其直线快速进给速度可达80m/min。

这些机床均已达到国际先进水平,体现出我国机床工业为国防尖端工业发展提供装备的实力又有突破性提高。 国产五轴叶片加工机床目前已能批量生产,北京机电院高技术股份有限公司的五轴叶片加工中心已有十多台在东方汽轮机厂使用,替代了进口产品。 首台为航空发动机叶片加工的产品已通过使用方认可和验收。 桂林机床股份有限公司十余台五轴加工铣床进入航空制造业。 大连、沈阳、济二等机床厂的五轴五联动加工机床也进入了航空航天制造业和通用机械制造业。 沈阳机床集团有限公司最近自主研发的主轴A、B轴摆动的五轴立式加工中心和龙门加工中心,打破国外长期技术封锁,首台即得到了飞机制造业的青睐。 华中数控等公司已能生产和提供五轴联动数控系统和加工软件。 江西洪都航空工业股份有限公司购买的国产第一台五轴联动机床目前已调试完毕并正式用于加工飞机零件。笔者日前在洪都公司数控机加工厂采访时,公司总经理助理徐伟感慨地说:“多年来,我们一直梦想有一天用国产的五轴联动机床生产自己的飞机零件;如今,这个梦想终于变成了现实。

五轴加工中心简介(有用)

五轴加工中心简介 立式(三轴)最有效的加工面仅为工件的顶面,卧式加工中心借助回转工作台,也只能完成工件的四面加工。目前高档的加工中心正朝着五轴(以及五轴以上)控制的方向发展,工件一次装夹就可完成五面体的加工。如配置上五轴联动的高档数控系统,还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。 这类加工中心的回转轴有两种方式,一种是工作台回转轴。设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转,定义为A轴,A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台,在图示的位置上环绕Z轴回转,定义为C轴,C 轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合,固定在工作台上的工件除了底面之外,其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度,这样又可以把工件细分成任意角度,加工出倾斜面、倾斜孔等。A 轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动,就可加工出复杂的空间曲面,当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单,主轴刚性非常好,制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大,承重也较小,特别是当A轴回转大于等于90度时,工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。 另一种是依靠立式主轴头的回转。主轴前端是一个回转头,能自行环绕Z 轴360度,成为C轴,回转头上还带可环绕X轴旋转的A轴,一般可达±90度以上,实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活,工作台也可以设计的非常大,客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点:我们在使用球面加工曲面时,当中心线垂直于加工面时,由于球面铣刀的顶点线速度为零,顶点切出的工件表面质量会很差,采用主轴回转的设计,令主轴相对工件转过一个角度,使球面铣刀避开顶点切削,保证有一定的线速度,可提高表面加工质量。这种结构非常受高精度曲面加工的欢迎,这是工作台回转式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度,高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈,分度精度都在几秒以内,当然这类主轴的回转结构比较复杂,制造成本也较高。

完整word版,五轴联动加工中心

五轴联动数控机床 百科名片 五轴联运数控机床 五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床,这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。目前,五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。 目录 简介 五轴机床的种类 五轴联动加工中心 国外五轴联动数控机历史及现状 五轴联动数控机床系统 编辑本段 简介 装备制造业是一国工业之基石,它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段,是不可或缺的战略性产业。即使是发达工业化国家,也无不高度重视。近年来,随着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要,对高档的数控机床提出了迫切的大量需求。机床是一个国家制造业水平的象征。而代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统,从某种意义上说,它反映了一个国家的工业发展水平状况。长期以来,以美国为首的西方工业发达国家,一直把五轴联动数控机床系统作为重要的战略物资,实行出口许可证制度。特别是冷战时期,对中国、前苏联等社会主义阵营实行封锁禁运。爱好军事的朋友可能知道著名的“东芝事件”:上世纪末,日本东芝公司卖给前苏联几台五轴联动的数控铣床,结果让前苏联用于制造潜艇的推进螺旋桨,上了几个档次,使美国间谍船的声纳监听不到潜艇的声音了,所以美国以东芝公

司违反了战略物资禁运政策,要惩处东芝公司。 编辑本段 五轴机床的种类 有摇篮式、立式、卧式、NC工作台+NC分度头、NC工作台+90°B轴、NC工作台+45°B轴、NC工作台+ 通用卧式五轴联动数控机床 [1] A轴°、二轴NC 主轴等。 编辑本段 五轴联动加工中心 五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点,工件一次装夹就可完成五面体的加工。若配以五轴联动的高档数控系统,还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工,更能够适应像汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。立式五轴加工中心的回转轴有两种方式,一种是工作台回转轴,设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转,定义为A轴,A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台,在图示的位置上环绕Z轴回转,定义为C轴,C轴都是360度回转。这样通过A轴与C 轴的组合,固定在工作台上的工件除了底面之外,其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度,这样又可以把工件细分成任意角度,加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动,就可加工出复杂的空间曲面,当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单,主轴刚性非常好,制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大,承重也较小,特别是当A轴回转大于等于90度时,工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。另一种是依靠立式主轴头的回转。主轴前端是一个回转头,能自行环绕Z轴360度,成为C轴,回转头上还有带可环绕X轴旋转的A轴,一般可达±90度以上,实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵

龙门加工中心的结构特点【深度解析】

龙门加工中心的结构特点【深度解析】 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、砂轮、自动化、数字无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展。 龙门加工中心的结构分类 龙门加工中心的龙门架由两个立柱、横梁、滑鞍等部件组成,龙门加工中心根据龙门架可为定梁式、动梁式和动柱式龙门加工中心。顶梁式龙门加工中心的横梁固定,工作台移动;动梁式龙门加工中心的横梁上下移动,工作台诚前后移动;动柱式龙门加工中心工作台固定,龙门架移动。龙门加工中心都是主轴与工作台为垂直状态的,比较适合加工大型类的零件。 龙门加工中心的应用 龙门加工中心属于大机床,是专门为了加工大零件而设计的大型机床,主要应用于重工业行业,比如飞机、汽车、船舶等重型行业中,主要加工大型复杂形状的工件,比如加工飞机的梁、框以及大型机械上的某些零件等。总而言之龙门加工中心是为了加工大型复杂零件而设计的一款大型机床,适用于各个行业中,特别是大型零件行业。 龙门镗铣加工中心分类 龙门镗铣加工中心主要适合对平面、孔和其它型腔复杂面进行加工。配置 各种形式的附件铣头,工件一次夹装就可以完成工件五面体的加工。在针

对工件的宽度大、长度长、重量重的情况下,就要选择不同的机型来对应产品的加工。 龙门镗铣加工中心在总体布局上分定龙门和动龙门,同时还分定梁和动梁。桥式布局方式也属于动龙门的一种形式。在这里我们主要把龙门移动工作台固定和定龙门工作台移动,在形式上和精度上做一比较。随着信息技术和计算机数字化技术不断发展,数控机床的性能和效率也不断在提高。目前档次较高的数控系统已经具备高效、高精度,适应于复杂曲面和空间孔系的加工,但对机床整体就要求刚性好、精度高、有热变形补偿、切削力强、稳定性佳、数控系统反响速度快,有自动监控等功能。 对于定龙门数控镗铣加工中心也就是工作台移动数控机床,它的工作台移动有直流或交流伺服电动机通过蜗轮蜗杆、滚珠丝杆和齿轮齿条等形式进行对X轴向的传动,选择传动形式是根据不同长度和不同要求的重要。在工作台移动长度超过8m时,一般厂家都会采用双齿轮齿条这种传动的方式。工作台的运动轨迹是依照水平面的直线度和垂直于水平面的直线度两个方向运行的。保证加工产品的精度也是一项重要指标。这种定龙门数控机床X轴向的导轨长度是该工作台长度的2倍,其中不包括两侧防护罩的长度,所以对厂房来说占用面积较大。 工作台移动式数控龙门镗铣机床,它的工作台移动摩擦形式又可以分为动摩擦和静摩擦两种,在动摩擦形式里有多种如滚珠和滚柱加预载形式的直线导轨、滚动体导轨以及滚动和滑动结合的组合式复合导轨以及完全动摩擦等形式的结构形式。其中直线导轨和滚动体导轨比较适合轻载高速切削

五轴联动数控机床技术现状与发展趋势

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五轴联动数控机床技术现状与发展趋势 作者:梁铖, 刘建群, Liang Cheng, Liu Jianqun 作者单位:广东工业大学机械电子学院,广州,510006 刊名: 机械制造 英文刊名:MACHINERY 年,卷(期):2010,48(1) 被引用次数:3次 参考文献(15条) 1.范超毅透过CIMT2007看五轴联动加工机床的发展[期刊论文]-机床与液压 2008(08) 2.林胜五轴数控机床发展及应用 2005(41) 3.蕊阳机床工业亟须发展五轴数控技术 2003(04) 4.匿名我国数控机床技术发展与展望[期刊论文]-机械工程师 2007(02) 5.中国机床工具工业协会市场部CIMT精品荟萃[期刊论文]-世界制造技术与装备市场 2007(02) 6.沈福金更加灵巧的铣头 2008(04) 7.杨红华数控机床技术发展现状[期刊论文]-湖南农机 2008(05) 8.李东茹我国数控技术发展与展望[期刊论文]-世界制造技术与装备市场 2006(01) 9.郑东喜;邹传平浅析数控机床的发展趋势及国内形势 2006(23) 10.吴志衡;徐旋波数控机床技术发展趋势[期刊论文]-机电工程技术 2004(09) 11.安胜谈我国数控机床技术发展趋势[期刊论文]-农机使用与维修 2007(06) 12.盛博浩;唐华数控机床技术发展浅析[期刊论文]-航空制造技术 2002(06) 13.沈福金加工中心的主要发展动向一第23届日本国际机床展(JIMTOF2006)评述[期刊论文]-航空制造 2007(02) 14.樊小年数控技术的应用与发展趋势初探 2005(02) 15.孙杰数控机床技术发展趋势[期刊论文]-内蒙古科技与经济 2007(22) 本文读者也读过(2条) 1.杜玉湘.陆启建.刘明灯.DU Yu-xiang.LU Qi-jian.LIU MING-deng五轴联动数控机床的结构和应用[期刊论文]-机械制造与自动化2008,37(3) 2.张惠敏.ZHANG Huimin五轴联动数控机床的设计[期刊论文]-机床与液压2010,38(8) 引证文献(3条) 1.孙杰.金珊经济型五轴数控机床后置处理系统研究与应用[期刊论文]-制造技术与机床 2011(10) 2.唐勇关于我国数控机床行业发展之路的探讨[期刊论文]-科技创新导报 2011(21) 3.Li LU.Shusheng LIU.Shenggen SHI.Jianzhong YANG An Open CAM System for Dentistry on the Basis of China-made 5-axis Simultaneous Contouring CNC Machine Tool and Industrial CAM Software[期刊论文]-华中科技大学学报(医学)(英德文版) 2011(5) 本文链接:https://www.360docs.net/doc/161560769.html,/Periodical_jxzz201001002.aspx

XK24系列龙门加工中心规格说明书

XK24系列龙门加工中心 规格说明书 产品型号X K24 数控系统 一、XK24系列龙门加工中心介绍

本机床是由资深的技术团队自主研发,设计过程参考和吸收欧洲、日本、台湾等机床厂的先进技术,并进行改进和优化,使本机床相对于同类产品具有较大的技术和性能优势。该机床具有很强的数控功能,能三轴同时联动,故可加工较大的各种复杂凹凸型腔模具的工件;此外还具有三坐标直线插补、圆弧插补、螺旋线插补,铣、镗、钻、扩、铰孔等多种功能;因此,本机床具有极高的性价比,广泛被用于汽车、模具、航空航天、军工、五金等各种领域,并使客户取得良好的经济效益。 (一)本机床主要特点: 1、机床结构方面: 该龙门机床的工作台承载导轨采用大跨距和大承载截面,使得机床具有超高强度,保证动态刚性和精度。横梁采用大尺寸的截面设计与阶梯式导轨结构,缩短了主轴中心线到下方导轨的距离,大幅度减少切削力矩导致的弯曲变形及热变形的影响,确保机床的高精度。工作台使用横行T型槽排布,更便于工件装夹和排屑、排水,并提高工作台承重刚性。 厚重的床身和工作台以及超大型立柱和横梁,所有铸件合理的布筋结构,构造出机床的高强度、高刚性。另外三轴“油水独立”设计,床身导水槽整体加高铸出,利于润滑油、切削液易于回收。 2、机床制造方面: A、零件材质:机床床身、工作台等主要铸件均采用集团母公司优质的树脂砂造型的 特高强度铸铁,刚性好、稳定性强。并经过二次退火等时效处理,对比同类产品使用振动时效处理能更好地消除应力变形。 B、零件加工和机床装配检测:本公司拥有多台大型精密加工设备,拥有较强的精密 加工能力,机床的大型零件均由本公司自行加工生产,有效地控制了零件的加工精度。另外,本公司有多名经验丰富的高级技师配合先进的工具与检测仪器,确保了机床精密装配水平,使机床的精度和及其保持性得到保证。 3、配件选用方面: A、导轨方面:标配三轴采用进口高刚性滚柱线轨,相对硬轨可提高移动速度20%至 60%,并保证位置精度的稳定性;Z轴选用加大一级线轨,提高抗扭刚度一倍,更有利于强力切削的稳定性;选配三轴硬轨,为需要高刚性重切削的用户选择。滑枕配置双配重油缸,悬吊式支撑,对称于主轴、丝杠及电机中心,避免不平衡力矩,保证微量运动的平稳性和准确性。 B、驱动轴方面:工作台拖动采用大惯量交流伺服电机,配置高品质进口滚珠丝杠, 经过设计优化拥有良好的定位精度和抗震能力,使机床工作更加平稳。丝杠轴承采用NSK

VHT系列五轴联动立式车铣复合加工中心的设计

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2010年第1l期?工艺与装备? 床的x、y、z三个坐标的丝杠制成中心通孔,通人冷 却水,并对冷却水实施温度控制,使其在额定的温升 范围内变化。中空丝杠冷却技术可以降低丝杠在切 削受力变形及快速移动过程中的热变形,保证机床 处于高精度运转状态。同时配合使用高精度闭环控 制光栅尺,进一步提高了定位精度。 2.3双边重心驱动技术 该系列立式车铣复合加工中心的y轴为双驱动 结构,z轴为单驱动结构。相对于y轴而言z轴滑 板质量较小且驱动力作用在中心位置,因此运动较 平稳;而在运动过程中l,轴需承载z轴的重量,故其 重心随Z轴的运动而不断地变化;若Y轴为单驱动 结构,在驱动力的作用下将会产生俯仰力矩和偏转 1.1,轴直线导轨2.立柱3.A轴刀架滑板装置4.A轴车铣7J塔力矩,在这两个力矩作用下,滑板在运动过程中将会5-中空滚珠丝杠副6?机内螺旋排屑装置7.【ⅡJ转工作台8?x轴转出现不可预知的变形和振动。为了减小这种不确定台底座9?底座 的振动对加T的影响,基于重心驱动理论,采取了双 图1立式车铣复合,Jn3-中心的总体结构图 边驱动结构(图4)。双边驱动的特点是在立柱的两 2关键技术侧对称施加驱动力,以便尽可能地减少驱动力臂产2.1轻量化设计生的影响。应用双边重心驱动技术,提高了机床运为达到立式车铣复合加工中心高速移动部件的速动鬯速度黧塑速度:篓短了加!时间,擎善了毒募加度和加速度,并兼顾系统的高刚度和轻质量要求,对体 工质量和轮廓加工精度,延长了刀具的使用寿命心1。积大、驱动要求高的运动部件一立柱单元,以结构强度、 刚度、固有频率等为约束,进行有限元分析及拓扑优化 设计(见图2,图3),使结构在满足高刚度要求的前提 下尽可能减轻移动的重量,以便减轻电机、液压系统、 丝杠、滑台等驱动部件的功率、强度要求。优化设计后 的立柱变形量减少20%,重量减少220Kg。 图2立柱有限元分析结果 图3立柱拓扑优化前后的内部结构图 2.2滚珠丝杠中空冷却技术 在直线驱动轴上采用循环冷却技术的中空滚珠丝杠,使丝杠温升得到有效控制。基本原理是将机 图4Y轴双边重心驱动结构 2.4双功能车铣转台 工作台采用力矩电机直接驱动的双功能车铣转台,这种转台可以连续回转、实现立式车削功能,也可实现分度定位、铣削插补等功能。力矩电机直接驱动负载,省去了减速传动齿轮,把机床进给传动链的长度缩短为零,使其具有扭矩大、旋转平稳、转速高、效率高、结构简单、可靠性高等特点。由于直驱力矩电动机本身就是高发热元件,如果散热不好,极易形成热量累积,导致自身和关联部件的温升,引起机床的热变形。因此必须设计出高效的冷却系统将热量及时导出,否则将直接影响机床的加工精度、电机推力,甚至会烧毁电机。车铣转台的另一热源产生于轴承和电机转子的高速旋转。根据发热源和部件的热敏感性,在定子和转台本体之间设置了水冷循环系统,并在轴承附近安装了温度传感器,即可保持电机长时间工作温度变化小,从而保证转台的大 力矩和高精度。万方数据

五轴加工中心和三轴四轴的区别

五轴加工中心介绍及其和三轴、四轴的区别 太空模具网 2010-9-3 16:16:00 阅读:825次 【字体:大中小】 立式加工中心(三轴)最有效的加工面仅为工件的顶面,卧式加工中心借助回转工作台,也只能完成工件的四面加工。目前高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展,工件一次装夹就可完成五面体的加工。如配置上五轴联动的高档数控系统,还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。 立式五轴加工中心 这类加工中心的回转轴有两种方式,一种是工作台回转轴。设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转,定义为A轴,A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台,在图示的位置上环绕Z轴回转,定义为C轴,C轴都是360度回转。这样通过A轴与C 轴的组合,固定在工作台上的工件除了底面之外,其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度,这样又可以把工件细分成任意角度,加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动,就可加工出复杂的空间曲面,当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单,主轴刚性非常好,制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大,承重也较小,特别是当A轴回转大于等于90度时,工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。 主轴前端是一个回转头,能自行环绕Z轴360度,成为C轴,回转头上还带可环绕X轴旋转的A轴,一般可达±90度以上,实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活,工作台也可以设计的非常大,客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点:我们在使用球面铣刀加工曲面时,当刀具中心线垂直于加工面时,由于球面铣刀的顶点线速度为零,顶点切出的工件表面质量会很差,采用主轴

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