车铣中心范文
车铣中心范文（精选10篇）
车铣中心 第1篇
关键词：主轴,刚度,轴承,有限元
0 引言
车铣复合加工中心主轴作为一个关键零件, 当机床工作过程中受到的切削力较大时, 若其刚度不足, 在切削力的作用下容易产生较大的变形, 影响加工精度, 而且还可能引起自激振动, 使切削不能顺利进行。因此, 在进行设计时, 须对主轴刚度进行分析验算。
1 主轴建模
目前, 对主轴的刚度尚无统一的标准, SKF轴承公司推荐, 对于一般生产型机床如车床和铣床等, 主轴刚度应不小于250 N/μm, 这个数据可能出自该公司的实验或统计。本文仅以该数据作为评价主轴刚度的依据。
在进行有限元 (采用Cosmos Works软件) 分析之前, 为了方便分析, 需将主轴的结构模型进行相应转换, 转换中, 最重要的是对分析对象进行简化, 根据车铣复合加工中心主轴的结构特点和实际工作情况, 在建立主轴模型时主要的简化方法如下:
1) 根据NN30系列双列圆柱滚子轴承的结构特点, 可认为其只具有径向刚度, 而没有角刚度, 因此将其简化为有阻尼的径向压缩弹簧。根据2234系列双向推力角接触球轴承特点, 可认为其只具有轴向刚度, 而没有角刚度, 因此将其简化为有阻尼的轴向拉伸和压缩弹簧;2) 为了便于分析, 可忽略轴承刚度受转速和负荷的影响, 将轴承刚度作为常数进行处理;3) 为减少计算量, 根据主轴结构, 可忽略阻尼因素的影响。由于主轴结构中都采用滚动轴承, 无滑动轴承, 因此这样做不会对分析结果带来很大误差;4) 对于明显不会影响主轴刚度的细节部位, 如螺钉孔、退刀槽等予以简化。车铣复合加工中心主轴简化后的力学模型如图1所示。
1.1 载荷的施加
计算主轴时通常不考虑传动力, 在忽略传动力后, 主轴的受力主要为切削力。切削力主要分为径向切削力和轴向切削力, 主轴在轴向刚度非常大, 主轴系统在轴向的刚度几乎就等于轴承的轴向刚度, 因此没有必要分析。所以, 本次分析仅施加径向切削力 (Fc=9738 N) 。载荷施加后的主轴三维图见图2。
1.2 边界约束
车铣复合加工中心主轴上的3盘轴承, 均简化为带阻尼的弹簧, 根据文献[1]、文献[2]计算出刚度值为:前轴承NN3020KM/P4的刚度1 984 N/μm;234420/P4的刚度545 N/μm;后轴承NN3018KM/P4的刚度1 580 N/μm。材料按40Cr合金钢特性施加。
1.3 单元的划分
本文计算时采用的是四面体实体单元, 采用的单元大小为13.758 5 mm, 经过划分单元后, 共有17 929个节点, 1 072个单元。
2 计算结果分析
确定了上面的条件后, 经过在计算机上运算, 得出主轴总的位移图解, 如图3所示。
由图3中可以看出, 主轴上变形量最大的节点位移0.031 95 mm, 利用COSMOSWorks的探测功能对主轴前端面的每一个节点变形量求平均值, 求得的平均值结果为28.255μm, 故主轴静刚度K为
3 结语
本文通过对车铣复合加工中心主轴刚度的分析, 为主轴系统提供了设计依据, 也为机床设计的工程师提供了参考。
参考文献
[1]张耀满.高速机床若干关键技术问题研究[D].沈阳:东北大学, 2005:42-43.
金工实习——车铣刨磨 第2篇
—车铣刨磨
实习目的：为配合完成教育教学任务，培养和提高我们的实践操作能力，使学生理论联系实际，学以致用，使学生在金工具体操作过程中，对机械制造过程有一个完整的感性认识，为学习有关的后续课程和将来从事相关的技术工作，打下一定的实践基础。同时增强我们在实践中获取知识的意识，达到教学与实践相结合的目的。
实习内容：刨工，磨工，铣工以及车床加工。
实习由老师对将要进行的工作和机器做简洁必要的介绍和示范操作，我们需认真观察老师的每一步动作，以免在自己操作的过程中出现错误。同时在操作中应特别注意安全，对于比较危险的动作须向老师请教确认之后才能操作，以免发生不必要的事故和机器故障。在实习结束时应打扫一下工厂卫生，在老师允许的情况下方可离去。
主要实习岗位和内容：
一、车工。车工是指车床加工，车床加工是机械加工的一部份。车床加工主要有两种加工形式：一种是把车刀固定，加工旋转中未成形的工件，另一种是将工件固定，通过高速运转的车刀，进行精度加工。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床加工。
车工的主要工作方式是在车床上用车刀对旋转的工件进行车削加工，主要是进行一些简单的切割如切割出圆锥，圆环。操作前，老师先给我们讲解了车床的构造和工作原理，然后又详细的讲解了车床的主要操作步骤和主要原件的操作方法，然后给我们示范的做了一个机械零件。
老师在给我们细心地讲解了面板上主要的按键后，还向我们讲解了一些基本的机械部件及操作方法，之后让我们自己动手自己进行了简单的操作。
二、刨工。刨工主要是操作刨床，按照图纸的工艺要求，以刨刀对工件水平相对直线的往复运动来切削加工零件的工艺。这位老师还是同以前的老师一样，先是介绍一下机器的大致机械构造如驱动系统、传动系统、变速系统、加工尺寸以及加工用的刀具和刀具运动的距离调节和加油润滑系统等。然后老师开启刨床，向我们演示了一些基本的操作技巧，如该选择在什么时候移动刀具，对不同的工件应该选用不同的刀具运动距离等。然后老师要求我们每一个人都去操作一下机器，去感受一个实际的操作，的确有一种不同的感觉。
三、磨工。磨工是运用磨床加工工件的。磨床能加工硬度较高的材料，也能加工脆性材料，能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削。它的工作方式是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工。
四、铣工。铣工主要应用于使用铣床加工各种形状的的工件，如齿轮的齿面、零件的键槽等，在制造业中是很重要的工种，特别是工具零件复杂的加工工序、齿轮花键涡轮成形等都是铣工的“拿手好戏”，工具模具更是离不开铣工的参与。在制造业中是很重要的工种。老师首先给我们大致的讲解了一下铣床的种类，它分为立式和卧式，以及它的操作步骤和操作方法做了基本的示范，让我们对铣床有了初步的了解。
工程实训感受：
从小到大第一次深入工厂并亲手操作机器，让我感到好奇而又兴奋。实习车间里，一台台机床运转着，工件被一步步加工成形，虽然工件很简单，操作过程也不难，但是工件上的每一点都融汇着师傅们的汗水，每一刀都刻着我心情。
不要小看这笨重的机器，正是这笨重的机器奠定了我们的工业基础；更不要小看这简单的操作，正是这简单的操作，构成了实践和理论的结合。这些机器加工成的工件简单也不错，但试想支撑现代化建设的哪一台机器不是由这种简单的工件来的。
双柱立式车铣磨床制造理念 第3篇
1.主要结构及性能
1.1主传动机构
主传动由直流电机驱动，采用可控硅无级调速，经二级齿轮传动，实现工作台所需转速。变速是通过液压缸推动拨叉带动齿轮移动来实现的。
1.2进给机构
分为水平方向进给和垂直方向进给。右刀架水平、垂直运动均由交流伺服电机驱动，经齿轮、丝杠副传动实现刀架水平、垂直运动。
1.3龙门架
由左右立柱、连接梁、工作台等组成，龙门架与地基相连组成封闭的对称框架。在立柱上部装有升降箱，由双轴伸交流电机驱动，经斜齿、蜗杆蜗轮、丝杠副传动，使横梁在立柱上作垂直运动，并设有横梁等高微调机构。
1.4工作台
采用恒流静压导轨，由多点齿轮分配器供油，轴向采用推力轴承预紧，保证主轴平稳工作。导轨装有三点油膜电测厚装置，当油膜厚度小于规定值时，机床发出报警。工作台主轴装有高精度双列短圆柱滚子轴承来保证工作台径向跳动。
1.5横梁
横梁置于立柱前，由双轴伸交流电机驱动，经齿轮、蜗杆蜗轮、丝杠副传动，使横梁在立柱上作垂直运动。横梁后面有四个液压夹紧点。横梁右端装有右刀架的水平进给箱和可随横梁移动的走台。
1.6垂直刀架
右刀架为数控刀架，水平、垂直运动均由伺服电机驱动，经齿轮、丝杠副传动实现刀架水平、垂直运动。刀架水平、垂直运动采用滑动导轨。水平、垂直方向进给闭环控制。刀架配有液压平衡油缸用以平衡滑枕的重量。
1.7 C轴传动箱
安装在工作台底座上，通过伺服电机构及齿轮的变速，以达到铣削、磨削加工时工作台所需要的转速，用于零件的铣削和磨削。
1.8电主轴铣头
安装在滑枕上用于零件的铣削。
1.9电主轴磨头
安装在滑枕上用于零件的磨削。
2.装配及调试过程
2.1主轴的调整
调整主轴的目的是为了调整主轴轴承间隙，从而保证工作台的几何精度，由于主轴轴承内孔是锥孔，当调整主轴轴承环的轴向位置时能产生径向变形，从而达到调整主轴轴承间隙的目的。
2.1.1径向精度调整
取下端盖，拆下涨套，卸下压盖，松开螺母的螺钉，调整螺母，通过压盖压紧轴承内环，使它在锥形轴径上产生轴向位移，即可满足轴承外环与滚子之间的间隙。
2.1.2轴向精度的调整
为了增加静压导轨的刚度，推力轴承应进行调整。将百分表触头支在工作台端面，当工作台静压导轨达到规定的油压后，调整调整垫，拧紧螺母，使工作台浮升保证在规定数值内。
2.2横梁夹紧机构的调整
横梁上有四个夹紧点，当横梁处于放松状态时，压力油进入油缸，推动活塞，斜铁移动压板放松。油缸体侧面的微动开关此时发出信号，横梁升降电机才能启动。当压力油从另一油管进入油缸，推动活塞，斜铁向另一方向移动，压板夹紧横梁。
2.3横梁水平精度的调整
横梁水平位置是通过横梁与立柱左右两侧面的螺母、丝杠吊在立柱顶面的升降箱上的，两升降箱各伸出一根传动轴与升降电机联接，旋转一根传动轴可使那端横梁升降，从而达到调整横梁精度的目的。
3.切削试验
3.1自车工作台
找正各项精度合格后自车工作台外圆和台面粗糙度均至Ra1.6。
3.2试件切削试验
按设计给定的各种试件进行切削试验。
3.3数控编程加工
对试件进行试切，检测试件的各项精度。
4.成品精度的检验
4.1工作台面的平面度检验
在工作台面的直径线上放一桥板，桥板上放水平仪，紧靠桥板侧面放一平尺，桥板沿平尺等距离移运进行检验。将水平仪读数依次排列画出误差曲线。误差以每条误差曲线上各点对其两端点连线间坐标值的最大差值计。局部误差以任意局部测量长度上相邻两点对其相应曲线的两端点连间坐标值的最大差值计。
经过测量和计算：工作台面的平面度为0.045，小于规定数值0.055，此项精度合格。
4.2工作台面的端面跳动检验
夹紧横梁，固定百分表，使其测头触及工作台边缘与加工时刀具位置成180°处，旋转工作台进行检验，误差以指示器读数的最大代数差值计。
4.3工作台的径向跳动检验
夹紧横梁，固定百分表，使其测头触及工作台外圆柱面上与加工时刀具位置成180°处，旋转工作台进行检验，误差以百分表读数的最大代数差值计。
4.4横梁垂直移动对工作台面的垂直度检验
将检验棒放在工作台中心，旋转工作台找正，百公表固定在横梁上，使其测头触及检验棒表面，移动横梁进行测量。
横梁夹紧后，记录百分表读数，在1000测量长度上记录三个读数。垂直和平行横梁的误差分别计算，误差以指示器读数的最大代数差值计。
4.5垂直刀架移动对工作台面的平行度检验
横梁固定在其行和下部位置，夹紧横梁。在工作台面上，离工作台中心等距离处和横梁平行放两个等高块，等高块上放一平尺。百分表固定在垂直刀架上，使其测头触及平尺检验面，移动刀架检验。
4.6垂直刀架滑枕移动对工作台面的垂直度检验
夹紧横梁，将检验棒放在工作台中心，旋转工作台找正。百分表固定在垂滑枕上，使其测头触及检验棒表面，移动滑枕进行检验。
4.7定位精度、重复定位精度、反向差值检验
检验X轴时，横梁位于其行程下部并夹紧。检验Z轴时，横梁位于能测量滑枕全部行程的最低位置并夹紧。X轴（Z轴）在2000工作行程内设10目标位置，其余行程每250增设一个目标位置。目标位置间的运行速度为1000mm/min。用激光干涉仪，按检验程序，对每个目标位置的正、负运动方向各进行5次阶梯循环测量，测得数据记录在位置精度计算表中，按表逐步计算出各项结果。
5.功能试验、空运转试验、噪音检验、安全与卫生、机床的负荷试验
以上均按设计规定要求进行，结果均达到要求。
车铣中心 第4篇
在和德马吉市场部人员的交流中, 记者了解到, 德马吉一直致力于将先进的机床与加工技术介绍到中国市场, 服务于中国的广大用户。而德马吉车铣复合体验中心旨在让用户亲身体验到CTX gamma TC系列机床的特性, 即集铣削加工与车削加工于一体, 一次装卡即可完成车铣两种加工。以前需要通过两台不同机床来完成的加工任务, 现在在一台机床上就可以实现, 从而极大地提高了生产效率、加工精度和加工质量, 帮助用户增强市场竞争力。
据现场技术人员介绍, 德马吉车铣复合体验中心的CTX gamma 2000 TC配备了最新的ShopTurn 3G编程软件和增加刀具能力的多通道控制系统, 使用户可以在现场编程, 而不需要在工作站上编好, 再发送到机床上调试, 这是软件强大的功能之一, 将减少60%的编程时间。另外因为是复合加工, 无需多次装卡, 可以节省50%的装卡时间。最后, 在一台机床上完成多道工序, 还可以节省至少30%的加工时间。
金工实习之车铣刨磨钳 第5篇
金工实习是一门实践性的技术基础课，加强了理论联系实际的锻炼,提高了工程实践能力,培养了工程素质。现在实习接近尾声，即将落下帷幕，回忆这十周的点点滴滴，真可谓是收获多多，我体会到很多成功的喜悦，也让我明了成功的背后都得付出心酸的汗水，现简单谈下车铣刨磨钳的收获和感悟
铣、刨工：
我们所用的设备是老式的牛头刨床，老师给我们讲解了牛头刨床的操作方法、结构和基本特性以及牛头刨床的加工范围。这种牛头刨床具有比较典型的摆动导杆机构，这种机构具有急回特性，在进刀加工的时候运行速速比较平稳，速度较慢，复位的速度较快。我们所要完成的任务就是用刨床为钳工加工出做锤头所用的坯料，把圆柱状的钢件刨出四个平面，使之成为规则的方形柱状。刨工车间是一个比较综合的车间，在这个车间还看到了铣床及磨床的工作；操作铣床时，要十分注意安全，铣床是加工零件额，它能使零件表面铣得很光滑。但这种机床的配件比较娇弱，而且还要由机油还给铣头降温，不然那个铣头就会很容易给烧坏。铣车的操作也很容易，车工：车工要求较高的动手操作能力。车床主要由主轴变速箱、进给箱、溜板箱、各种刀架、尾座、床身、丝杠、光杠和床身等几部分组成。车床是通过各个手柄来进行操作的，老师向我们讲解了各个手柄的作用，然后就让我们加工一个主轴两个小轮和两个大轮。老师先初步示范了一下操作方法，并加工了一部分，然后就让我们开始加工，车床加工中一个很重要的方面就是要选择正确的刀，刀选错了也就意味着工件的报废。我们的任务就是要加工锤子的手柄，对于一个从来没有接触过车床的人来说，加工一个零件无疑是一个考验，不停的转动横向和纵向的控制手柄，小心翼翼的加工，生怕出一点问题。这四天因为一直要站着，所以腿已经疼痛不忍，但是当自己把零件车好之后，喜悦已使我忘记了疼痛，这种成功的喜悦只有亲身参加实习才能感受得到。
钳工：
车铣中心 第6篇
大型立式车铣复合加工中心是在数控立式车削中心上发展起来的高精度、高效率、高速复合机床, 可在一次装夹中完成对回转体类工件的全部或者大部分车削、铣削、镗削、钻削和攻丝等工序加工, 大型立式车铣复合加工中心在风电、船舶、矿山、军工、航空航天等行业中的精度高、工序多、形状复杂的大型盘类、轴类工件的加工中应用十分广泛。应用该类机床不但可以减少工艺装备、缩短生产准备周期, 而且能够保证工件加工质量和提高生产效率。
2 立式车铣复合加工中心的工作台
立式车铣复合加工中心的工作台是机床的工件主轴, 其驱动具有特殊的要求, 即车削时 (此时是车削主轴) 转速要高、扭矩要大, 需要带动工件高速回转进行大扭矩车削;联动铣削时 (此时是C轴) 要求低转速, 没有反向间隙, 定位精度高, 参与联动加工。所以, 工作台是立式车铣复合加工中心的核心部件之一。
C轴, 即绕工件主轴回转的伺服轴, 是具有分度定位和联动功能的工件回转轴。根据工作台的车削功能与C轴联动功能的驱动方式, 可以将立式车铣复合加工中心的C轴分为两种类型, 一类是车削功能与C轴联动功能的驱动是同一电机的, 称为Cs轴 (s即spindle) ;另一类是车削功能与C轴联动功能的驱动不是同一电机的, 称为Cf轴 (f即feed) 。
3 大型立式车铣复合加工中心工作台的驱动方式
目前, 立式车铣复合加工中心工作台的驱动方式主要分为两类:第一类是应用力矩电机直接驱动, 即工作台的车削功能和C轴联动功能是同一驱动电机;第二类是应用两个电机驱动工作台的车削功能和C轴联动功能。
应用力矩电机直接驱动工作台, 不仅可以消除传动间隙, 而且具有结构紧凑、无磨损、精度高和动态特性好等优点, 且在中、小规格的立式车铣复合加工中心上已有成功应用。由于大型立式车铣复合加工中心工作台 (工作台直径在2m以上) 的驱动扭矩至少几万牛米, 而当前力矩电机的最大额定扭矩是5000Nm (峰值扭矩可高出额定值的80%) [1], 所以应用力矩电机直接驱动工作台在大型立式车铣复合加工中心上几乎还没有成功应用, 故大型立式车铣复合加工中心工作台的驱动还主要应用第二类驱动方式。
第二类驱动方式又可以分为两种方式:方式一是应用一个电机通过减速装置驱动工作台旋转实现车削功能, 而C轴联动功能另有电机驱动, 且C轴需要有机械消隙机构, 比如双导程蜗轮蜗杆消隙机构、各种经典齿轮消隙结构。车削功能和C轴联动功能之间的转换通过离合器实现。方式二是应用两个同一规格的主电机通过两套相同减速装置同时驱动工作台实现车削功能和C轴联动功能, 且C轴应用双电机电气预紧消隙。双电机电气预紧消隙即两个电机分别作为正向驱动和反向驱动的动力电机, 正向电机在反转时保持输出一个足以消除传动间隙的正向转矩, 反向电机在正转时保持输出一个足以消除传动间隙的反向转矩。在这个方案中, 任意时刻都有一个电机处于反向出力状态, 所以要求每个电机的功率都大于系统实际所需功率。
此两种装置各有利弊。方式一采用了机械消隙, 对电机的要求比较低, 占用空间较小, 装配和间隙调整较难, 预紧力不能自动可调, 而且由于是机械消隙, 磨损后需重新调整, 否则磨损将大大降低机床C轴的转位精度。方式二采用了双电机电气预紧消隙装置, 调整和装配都很简单, 抵消了机械磨损带来的误差, 提高了机床C轴的转位精度, 但由于需要采用相同定比减速装置, 所以对电机要求比较高, 需要选用大功率宽频调速电机, 且结构所占空间较大。
4 不同功率电机驱动的大型立式车铣复合加工中心工作台
我厂在实际应用中设计了一种大型立式车铣复合加工中心工作台的驱动装置, 即采用不同功率电机驱动工作台实现车削功能和C轴联动, 该装置既能降低对电机要求, 又能提高机床C轴转位精度。
4.1 结构
两个不同功率电机驱动的大型立式车铣复合加工中心工作台的整体结构见图1。工作台台面把合在机床底座上, 大齿圈把合在工作台台面的外周下沿上, 而车削双速减速装置和铣削减速装置分别固定在机床底座的左侧和右侧。
车削双速减速装置的具体结构见图2。一个大功率的主轴电机通过一个具有高、低两档减速比的减速机把合到固定于车削减速箱体上的电机支架上。两档减速机通过键与齿轮轴A连接, 并通过轴承和压盖A将齿轮轴A安装在车削减速箱体相应的孔中。分别与齿轮轴上齿轮、齿轮B相啮合的齿轮A通过轴承与轴B连接, 而齿轮B通过内孔的渐开线花键与齿轮轴B连接在一起, 并通过轴承、上端盖B和下端盖C将齿轮B和齿轮轴B固定于车削减速箱体相应的孔中。通过轴承、隔套A和B将与齿轮轴B相啮合的小齿轮同轴C连接在一起, 并通过固定块与车削减速箱体固定在一起。小齿轮与大齿圈相啮合。
1.铣削减速装置2.车削双速减速装置3.工作台台面4.机床底座5.大齿圈
1.车削减速箱体2.隔套B 3.大齿圈4.小齿轮5.隔套A 6.轴C 7.固定块8.齿轮B 9.下端盖C 10.齿轮轴B 11.上端盖B12.齿轮A 13.轴B 14.齿轮轴A 15.压盖A 16.电机支架17.减速机18.大功率的主轴电机
当工作台需要高速车削时, 两档减速机处于低速比档位, 实现工作台高速旋转, 以达到高速加工目的。当工作台需要大扭矩车削时, 两档减速机处于高减速比档位, 实现工作台大扭矩输出旋转, 以达到重切削加工目的。
1.机床底座2.铣削减速箱体3.隔套B 4.大齿圈5.小齿轮6.隔套A 7.轴C 8.固定块9.齿轮B 10.下端盖C 11.齿轮轴B 12.上端盖B 13.齿轮A 14.轴B 15.小功率的主轴电机16.电机支架17.压盖A 18.齿轮轴A
铣削消隙减速装置具体结构见图3。采用一个小功率的主轴电机通过电机支架把合在铣削减速箱体上。铣削消隙减速装置的其余结构与车削双速减速装置完全一样。通过铣削消隙减速装置对工作台施加反向预紧力, 实现C轴的高刚性及精确定位。
4.2 工作原理
1.工作台台面2.车削双速减速装置3.铣削减速装置
车削时见图4, 通过车削双减速装置驱动工作台, 此时铣削消隙减速装置中小功率主轴电机处于断电状态, 不参与驱动。车削双速减速装置作为工作台的主驱动机构。
铣削时见图5, 通过车削双速减速装置高减速比档位驱动工作台, 铣削消隙减速装置对工作台施加反向预紧力铣削消隙。减速装置只作为工作台的反向消隙装置。
1.工作台台面2.车削双速减速装置3.铣削减速装置
4.3 优点
由于车削时只采用了一个大功率主轴电机驱动工作台, 因此可以降低对电机的要求, 实现双速减速功能, 满足大扭矩及高转速切削的要求。而铣削时采用一个大功率主电机作为主驱动, 另一个小功率主电机作为消隙预紧, 实现电气消隙C轴功能, 且预紧力可根据系统参数设定自动可调, 不存在机械磨损, 能够实现C轴高刚性、精确定位。同时, 车削双速减速装置和铣削消隙减速装置除去电机支架和减速箱体略有不同之外, 其余的结构完全一样, 提高了自制件的通用性, 降低了机床成本。
5 结语
作为向力矩电机驱动工作台回转直驱技术的过渡技术应用不同功率电机驱动工作台回转技术, 在国外的大型立式车铣复合加工中心上已经是成熟应用, 而在国内机床厂家应用尚不普遍, 个别已经应用此技术的也存在一定的差距, 因此我们应该尽快积累经验, 完善此项技术, 把它应用到其他大型机床中去。
参考文献
车铣中心 第7篇
静压导轨是在两个相对运动的接触导轨面间的油腔内通入压力油, 使运动件浮起, 即两个接触的导轨面互相分开, 形成承载油膜。在工作过程中, 油腔中的压力油能随着外载荷的变化自动调节, 以平衡外载荷, 保证导轨面间始终处于纯液体的摩擦状态。其优点是导轨摩擦系数极小, 故驱动功率可大大降低;导轨的磨损少, 延长了导轨的精度寿命;油膜承载能力大, 刚度高, 吸振性良好, 导轨运动平稳;油膜具有误差均化作用, 可提高导轨运动精度;低速运动时速度均匀, 不会产生爬行现象, 可以降低对导轨材料的要求等。其缺点是需要一套具有良好过滤效果的液压装置[1]。
虽然国内很早就开始研究静压导轨在重、大型机床上的应用, 但是主要集中在静压导轨工作台 (圆周运动) 上的应用, 而在机床直线轴 (直线往复运动) 上应用静压导轨的还很少, 因为静压工作台的浮起只有一个方向, 而采用封闭腔的直线轴的静压浮起是多方向的, 相对复杂。
VMG1.28是我厂与德国希斯公司联合设计的一款大型立式车铣复合加工中心, 由于其移动部件重量较大, 在其Y轴上采用了静压导轨, 而不是传统的滑动导轨。
2 机床的整体结构
VMG1.28机床的整体结构如图1所示, 回转工作台固定于左、右立柱中间, 滑枕在横梁上上下移动和通过X轴滑板左右移动分别实现Z轴和X轴运动, 横梁在左、右立柱上下移动实现W轴运动, 而左、右立柱、顶梁和横梁组成的龙门框架整体前后移动实现Y轴运动, 故在各直线轴中Y轴所承受的重量是最大的, 采用闭式静压导轨。其静压导轨面为制造容易、承载能力及刚度大、油膜调整容易的平导轨面, 其截面形状为矩形。
3 确定静压油腔结构形式和外形尺寸
液体静压导轨通常将移动件的导轨面分成若干段, 每一段相当于一个独立的支撑, 每个支撑由油腔和封油边组成。静压油腔有很多样式, 比如“一”字形、“口”字形、“工”字形和“王”字形等。
Y轴静压导轨所采用的静压油腔样式是“回”字形。其优点是“回”字油腔在无油时周围的封油边和油腔内部凸台均起支撑作用, 不容易使静压油腔发生磨损, 并且“回”字油腔容易成型。其缺点是在导轨未浮起前开始供油时, 油压的作用面积小而初始推力小;在静压导轨工作时, 导轨的摩擦功率损失大, 效率不高。
摩擦损失功率公式:PV=AeηV2
其中:PV为摩擦损失功率;Ae为油腔无油时与导轨的接触面积;η为静压油的动力黏度;V为油腔与导轨的相对运动速度。
虽然“回”字形油腔的接触面积大, 摩擦损失功率大, 但由于Y轴运动速度低, 且承载较大, 所以此时应用“回”字形油腔还是比较合理。而对于工作台那种线速度比较高的静压导轨, 为了尽量降低摩擦损失功率, 就不能采用此种油腔形式, 而是采用中间凹下的油腔形式。
在导轨面长度方向的油腔数可按照载荷的性质、导轨的精度和导轨的长度等进行选择。为了使油膜均匀, 油腔数量不得少于2个, 且当载荷分布不均匀、导轨较长或对导轨的运动精度要求较高时, 油腔的数量可相应增多, 但是会增加油膜厚度的调整难度。在使用过程中, 静压油腔不得外露, 因此, 对于直线运动的静压导轨, 要把油腔布置在移动件上。本机床是将静压油腔布置在Y轴滑板上, 滑板上共有10个静压油腔, 其尺寸如图2。
4 计算静压油腔的压力
静压油腔压力的计算是整个静压导轨计算的关键, 一般分为两步: (1) 假设各静压油腔受力均匀, 且无重心偏心和加速影响, 根据经验初步选定一定流量的流量调节阀, 计算静压油腔压力。 (2) 考虑加速度和重心偏心情况下各静压油腔压力变化, 继而导致的油膜厚度变化, 是否在油膜厚度允许范围之内。
4.1 假设各静压油腔受力均匀, 且无重心偏心和加速影响的理想情况
(1) Y轴滑板没有下压板时理想情况下的静压油腔压力计算
在Y轴滑板没有下压板的情况下, 可近似认为所有重量均匀作用在Y轴滑板的每个静压油腔上。
X轴滑板和滑枕外壳附件总质量30t, 横梁质量80t, 左、右立柱质量各35t, 左、右Y轴滑板质量各10t。则Y轴静压导轨所承受的重量:M= (352+102+80+30) /2=100t。
一般情况下运动方向的封油边的宽度不小于垂直运动方向的封油边宽度。本机床静压导轨在这两个方向上的封油边宽度尺寸相同, 即都是L, 见图3。由于油腔的泄压作用, 有效承载面积Ae并不是整个的油腔面积, 有效承载面积通常按以下公式进行计算:
Y轴静压导轨上每个静压油腔的压力:
可见, 在没有下压板的情况下, 静压油腔需要1.17MPa的压力即可托起滑板以上所有部件。
(2) Y轴滑板有下压板时理想情况下的静压油腔压力计算
当滑板上有下压板时, 上、下油腔同时存在压力, 此时即所谓的闭式静压导轨。这时, 上油腔的压力既要克服机床重力带来的压力, 同时又要克服下油腔向下的约束力。
将平行平板之间的隙流公式 (1) 转换为油腔压力的计算公式 (2) :Q=PBh3/ (12Lη) (1)
式中:Q-油腔流量;P-油腔压力;B-一个油腔的封油边周长;h-油膜厚度;L-油腔封油边宽度。
根据经验, 初步选定上油腔流量为0.15L/min, 油膜厚度为0.035mm (一般情况下重、大型机床的静压导轨油膜厚度为0.02~0.04mm) 。
从式 (2) 中可以看出, 油膜厚度对油腔压力起着至关重要的作用。对于同样流量的静压油腔, 当油腔间隙减小微小的量时, 油腔的托起压力会显著增高。因此在实际应用中, 为了使油膜有足够的刚性, 通常通过减小静压间隙来实现。但是, 由于滑板上油腔表面及床身导轨的加工精度, 过小的间隙会使两者的部分面接触, 从而使油腔磨损。因此, 对油腔表面及导轨面的加工平面度有严格的要求。
根据经验, 初步选定下油腔流量为0.3L/min, 油膜厚度为0.035mm, 下油腔的L下1=600mm, L下2=70mm, L下=25mm。
将上述已知数据代入式 (2) 得到下油腔的压力:
上油腔向上的托力:
下油腔向下的压力:
而F上托力-F下压力=172.6-85.7=86.9k N<100k N, 这说明单个油腔能托起的重量是86.9k N, 小于作用于单个油腔上的移动部件重量。需要通过加大上油腔流量的方法来增大上油腔压力。将上油腔流量由原来的0.15L/min加大到0.20L/min, 重新计算:
而F上托力-F下压力=229.8-85.7=144.1k N>100k N, 这说明, 在给定油腔条件下, 上油腔0.20L/min、下油腔0.30L/min满足使用要求。
为此, 开发了一个计算软件, 将油腔参数、所选静压阀流量、油黏度等已知条件输入 (图4) , 就可以自动计算出相应的静压数据 (图5) 。
从图5中可以看到, 当上油腔间隙减小为0.034mm、下油腔0.036mm时, 上油腔压力明显升高, 托起力相应增加。可见, 静压油腔具有明显的自身调节功能, 即当托起力不够时, 上油腔间隙变小, 随之油腔压力明显增大, 从而实现合力与负载的平衡。因此在载荷发生比较大的变化时, 静压油腔都能通过自身的调节功能实现平衡。
4.2 考虑加速度和重心偏心影响时的静压计算
以上计算均是在理想情况下进行的, 鉴于实际情况的复杂性, 还需要考虑加速度和重心偏心的影响, 希斯的方法是将加速和重心偏心影响分开计算。
(1) 考虑加速度影响时Y轴滑板的静压计算
计算的思路是以其中一个Y轴滑板在承受最大载荷下, 以一定的加速度运动, 校核受力最大油腔的静压间隙是否在安全范围之内。图6为滑枕移动到最右边时右侧Y轴滑板承受最大载荷的情况。
当Y轴以一定加速度加速 (或者减速) 运动时, Y轴滑板的静压油腔托力为克服惯性力会产生变化。假设Y轴滑板是一个刚性体, 则Y轴滑板两端的静压油腔托力变化最大, 只需校核这两个静压油腔即可。
根据力矩平衡方程:FaH+FVh=L1F1+L1F2
式中:Fa-由于加速而产生的惯性力, Fa=Ma=100000kg1m/s=100k N;H-床身重心高度, H=5.5m;FV-床身滑板前进时的齿轮加速力;h-床身滑板驱动齿轮作用点与计算旋转点的距离, FVh=0 (因Y轴滑板驱动齿轮作用点与计算旋转点的距离比较小) ;F1、F2-两端油腔静压力, F1=F2=F;L1、L2-两端油腔静压力作用点与机床重心中间的距离, L1+L2=3m。所以:FaH= (L1+L1) F, 100k N5.5m=3mF, 得F=183.3k N
由前面的计算, 每个油腔的合力为144.1k N, 则加速情况下前端油腔合力F″和后端油腔合力F′分别为:
当前端油腔合力变为52.45k N、后端油腔变为235.75k N时, 相应的上油腔间隙分别为0.038mm和0.032mm, 均在允许范围之内。
(2) 考虑重心偏心影响时Y轴滑板的静压计算
计算方法与考虑加速度影响时的计算相似, 即考虑在机床重心偏心情况下, 校核压力变化最大油腔的静压间隙是否在安全范围之内。
5 结语
将上述静压计算结果与实际生产的机床相对比, 虽然没有达到完全吻合, 但是基本是一致的, 具有一定的参考价值, 希望能为国内静压导轨设计者提供参考借鉴。
摘要：介绍了大型立式车铣复合加工中心的Y轴静压导轨的油腔结构形式, 并对静压导轨的间隙、流量和压力进行了计算。
关键词：静压导轨,计算,车铣复合加工
参考文献
车铣中心 第8篇
关键词：NC-LINK,龙门移动,车铣中心,西门子840D,旋转工作台
0 引言
众所周知, 一个NCU能控制的通道数和轴数量是由该NCU的内存和计算能力而定的, 这可以从随机带来的技术文档中找到。有时使用一个单NCU很难满足一些复杂的要求, 比如有的NCU要控制很多的主轴或者是旋转的索引轴, 有些机床的驱动比较分散, 如双头镗床、巨型龙门车铣等, 这时候就要应用到多NCU机构。NCU_LINK功能就是用来在多NCU之间交换信息。
本文以GTM500200龙门车铣加工中心为例, 详细介绍其工作原理及操作步骤。
1 机床结构
该机床为五轴联动立式车铣加工中心, 数控系统采用SIEMENS Sinumerik 840D系统。机床轴配置如图1所示, 分为X、Y、Z、C、W、A、CM9、BM15。
其中, X轴是由XM与XS轴通过master/slave axis功能组成;Y轴是由YL与YF轴通过Gantry axis功能组成;YL轴是由YL、YLS1与YLS2轴通过master/slave axis功能组成;YF轴是由YF、YFS1与YFS2轴通过master/slave axis功能组成;Z轴是由XM与ZS轴通过master/slave axis功能组成;C轴是由CM10与CS11轴通过master/slave axis功能组成;W轴是由WL与WF轴通过Gantry axis功能组成。
2 机床电气配置
2.1 硬件连接
电箱分为两部分, 如图1所示, 一部分放置于顶梁上, 即龙门电箱;另一部分放置在地面上, 即落地电箱。
电机驱动系统采用Simodrive 611D数字式驱动, 落地电箱用来对C轴进行控制, 其他轴的控制由龙门电箱负责。2个电箱之间的距离大约在50 m左右, 超出驱动总线的最大长度限制, 故无法使用1个NC同时带这两部分驱动, 只能通过NCU_LINK功能进行控制。
图2为双NCU互连图, 从图中可以看出, 硬件连接相当简单, 只需将2个NC的X101及X102分别使用MPI电缆相连即可。
2.2 NC-LINK功能配置
如图3所示, 本机床配置2个NCU, CM10轴设置为一个公用轴, 既可以被NCU2的通道1控制, 也可以被NCU1的通道1控制, 2个NCU之间通过连接模块来通讯 (只有NCU573才有能力连接该模块) 。
这样当NCU1控制CM10时NCU1上面的轴有两种:
1) XM, YL, , BM15等正常被NCU1控制的轴, 该轴的硬件就在NCU1上, 这样的轴叫做LOCAL轴, 即本地轴;
2) CM10轴是硬件连接在NCU2上, 但实际是受NCU1控制, 这样的轴叫做LINK轴, 即连接轴。
在系统参数配置中, MD10000[n]配置NCU管理的所有轴, MD20070[n]配置该通道能管理的轴, MD20070[n]输入的数并不是直接的轴号, 而是MD100002[n]定义的逻辑轴号, 只是一般的机床设置中MD10002[n]的值默认为实际的轴号, 例如当MD20070[1]为3时, 并不是说明这个通道控制的轴是系统的第3个轴, 而是指MD10002[2]定义的逻辑轴号, 只是一般的机床配置中MD10002[2]=AX3罢了, 但在MD10002[2]中除了可以按默认配置一样定义LOCAL轴以外, 也可以定义LINK轴, 格式为NCj_AXi, 其中j为NCU号, i为该轴在实际控制的NCU中的轴号。
在本机床中CM10为NCU2的第1个轴。NCU1本身控制15个轴, 可以通过参数配置把CM10轴设定给NCU1的通道1的第6个轴。NCU2中的参数按照正常的机床参数配置 (MD10000[0]=“CM10”, 但CM10轴没有被赋给NCU2某个通道) , NCU参数配置如下:
NCU1全局参数:
NCU2全局参数:
这样在NCU1的通道1中就可以和访问XM轴一样去访问NCU2上的CM10轴了。
2.3 NC间通讯
当NCU通过LINK功能连接起来后, 除了可以交叉控制轴以外, 还可以通过一个预留的内存区来交换信息, 这些信息实际是保存在各自的NC上, 但一旦其中的一个内存单元被改变以后, 系统会自动更新其他NCU上的相关单元, 这样这些内存区可以被看成各NCU的公用单元, 通过这些单元可以在NCU间相互交互信息。参数配置如下:N18700 S MM_SIZEOF_LINKVAR_DATA;定义"公用"内存区的大小N28160 SMM_NUM_LINKVAR_ELEMENTS;定义一条语句中最多能访问的变量的字节数
“公用区”的内存是通过字节 (8位) 、字 (16位) 、双字 (32位) 、实数型 (64位) 来访问的。
INT SA_DLB[i];字节 (8位)
INT SA_DLW[i];字 (16位)
INT SA_DLD[i];双字 (32位)
INT SA_DLR[i];实数型 (64位)
其中i是指令内存区开始的字节, 例如指令R1=SA_DLD[10]是从内存区第11个字节开始读取32位长的长整型数值赋给R1。
3 结语
本文简述了多NCU互连的原理、硬件连接、参数配置, 以重大型龙门机床GTM500200为例, 对NUC_LINK功能做了详细阐述。该功能目前在国内的应用还很少, 因此, 对该功能的使用尚处于初级阶段, 而伴随着重大型机床的发展, 多NCU互连的解决方案, 必将成为未来机床电气控制的主流应用。
参考文献
[1]SIEMENS SINUMERIK 840D sl/840Di sl SIMATICS S120 Lists (1st Book) Parameter Manual[M]Erlangen Federal Republic of Germany, Siemens AG A&D MC MS, 2006.
[2]SIEMENS SINUMERIK, SIMATICS Lists (2nd Book) Parameter Manual[M].Erlangen Federal Republic of Germany, Siemens AG A&D MC MS, 2006.
超声车铣圆环斜槽传振杆设计 第9篇
关键词：超声车铣,斜槽,纵扭共振
0 引 言
车铣是利用铣刀旋转和工件旋转的合成运动来实现对工件的切削加工[1,2]。超声车铣是在车铣的铣刀上主动施加超声波扭转振动实现超声车铣的一种车铣方法。利用圆环斜槽传振杆可使单向模态的纵向振动转换为纵扭共振的复合振动模态输出[3,4], 将纵向模态的超声振动作用于传振杆, 在传振杆末端装夹刀具, 使超声波以扭转形式作用于刀具。超声车铣能够有效地抑制普通车铣随机振动产生的表面振纹, 具有更广泛的应用范围, 并且大幅度提高了加工效率, 降低了切屑力, 具有优良的加工工艺效果[5,6,7,8]。高速加工要求谐振频率较高, 微细加工要求传振杆体积较小。因此, 现有的圆环斜槽传振杆无法应用于高速和微细加工中。圆环斜槽传振杆设计谐振频率为30 kHz, 其体积、转动惯量都相应减小, 能够满足微型机床的高速、超高速加工要求。
本研究计算了谐振频率30 kHz圆环斜槽传振杆的尺寸和斜槽位置, 对传振杆力学特性进行了有限元分析;并对计算结果进行了测试。
1 纵扭共振声学系统设计
超声车铣纵扭共振声学系统由纵向振动压电换能器、纵向振动变幅杆、圆环斜槽传振杆和铣刀构成。圆环斜槽传振杆是变幅杆的一种, 它改变了超声波的传播方式, 使经过传振杆的纵波转化为扭转波[9]。因此, 圆环斜槽传振杆是超声车铣声学系统的重要元件。
圆环斜槽传振杆结构较为复杂, 传统的解析法和等效网络法对系统很难做出准确描述。本研究采用有限元法, 用PRO/E三维软件精确建模并导入到ANSYS中, 借助ANSYS有限元分析软件, 分析传振杆谐振频率和纵扭转换[10]。
圆环斜槽传振杆如图1所示;它是一个圆柱体或空心圆管, 在其轴向某一位置上的圆周方向均布斜槽, 当纵波传到斜槽位置时, 由于斜槽的作用使之发生了转换。
由于两斜槽平行且距离远远小于其波长, 纵波与横波在斜槽间产生叠加。应力波的叠加在轴向和周向产生振动分量, 叠加的应力波传播至传振杆的输出端产生复合振动, 即纵扭共振。
目前学者研究较多的是谐振频率为20 kHz圆环斜槽传振杆[11], 传振杆的基频共振频率方程为:
式中 k1圆环传振杆纵波波数;
取圆环尺寸r1=24 mm、r2=30 mm, 斜槽与轴线夹角35°, 斜槽轴向长度20 mm, 考虑到使纵波完全作用在斜槽长度上 (按中径尺寸确定) , 材料为40Cr钢, 泊松比μ=0.277, 密度ρ=7 820 kg/m3, 纵波波速CL=5 050 m/s, 扭转波波速CT=3 160 m/s, 纵波波数k1=24.884, 圆环断面面积A=0.000 1 m2, 设计频率为30 kHz。根据式 (1) 可确定30 kHz圆环斜槽传振杆长度尺寸;取l1=16 mm, 经计算l2=48.52 mm。
2 有限元分析
谐振频率30 kHz传振杆长度理论计算值为74.52 mm。由于上述计算中, 将传振杆视为均匀、各向同性的材料, 为了得到实际可用的传振杆, 还需要对此传振杆进行有限元模态分析加以修正以得到需要的谐振长度和谐振频率。本系统结构较为复杂, 不能在ANSYS中直接建模, 因此笔者用PRO/E建模后, 再导入到ANSYS中进行模态分析和谐振分析。在ANSYS里的网格图如图2所示, 传振杆的谐振位移图如图3～图10所示。
通过位移矢量图可以看出纵向振动转换成扭转振动;关于上面圆环斜槽传振杆长度和对应的谐振频率数据, 如表1所示。
从表1可以看出, 圆环斜槽传振杆理论计算值为74.52 mm, 表中长度最接近的是74.5 mm, 谐振频率为28.654 kHz;谐振频率最接近的是29.902 kHz;有限元分析结果比实际计算的谐振频率要小。对传振杆对应的谐振频率与其理论值参数进行对比, 如表2所示。
长度偏差0.02 mm, 相对偏差0.026 8;谐振频率偏差1.346, 相对偏差4.487, 偏差较大;造成谐振偏差较大的原因是理论建模把圆环斜槽看成理想的反射面。
3 测 试
本研究采用HP4294A精密阻抗分析仪对不同长度的圆环斜槽传振杆进行谐振频率测试, 测试结果如图11所示。
对传振杆对应的谐振频率与其阻抗分析仪进行对比, 如表3所示。
从表3中可以看出有限元分析的结果约低于实测结果, 偏差值0.733 8, 相对偏0.024 46;偏差在允许范围内。
4 结束语
本研究计算了30 kHz圆环斜槽传振杆斜槽位置和谐振长度。根据计算出的圆环斜槽传振杆各参数进行三维造型并进行有限元模态分析, 采用阻抗分析仪对谐振频率进行了测试。实验结果表明, 有限元分析方法的模态谐振频率和实测的谐振频率数误差在允许范围内。传振杆达到了使用要求。
参考文献
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车铣中心 第10篇
一、车铣复合加工技术的特点及发展
在20世纪末的时候,西方的一些国家就开始了车铣技术的研究。最初它是汇总一些较新的机械加工的方法,之后,奥地利开发出了第一台车铣加工中心。经过多年的发展之后,车铣复合加工技术也越来越成熟,它包括的内容也越来越广泛,主要有车削、铣削、插齿及滚齿等内容。车铣复合加工技术的主要的特点是以铣代替车,回旋体零件的切削主要是通过铣刀的旋转实现的,根据不同的分类标准可以将车铣分为不同的类型,其中按照轴线位置的不同可以将车铣的加工分为正向车铣和轴向车铣。在车铣运动的过程中是一种复合的运动,是通过铣刀和工件的旋转而形成的,但他们并不是简单的将两种运动进行相加。车铣主要负责的是工件的表面加工,在这个过程中,车铣主要的运动过程是靠刀具来完成的,使用这种方法可以快速的完成各种高难度的加工要求。
从以上车铣复合加工技术的特点可以看出来,车铣复合加工技术是一种间断式的加工方式,比较适合难断屑的材料,它的主要的特点就是高速。一般情况之下,铣刀的刀口都是经过特殊处理的,经过特殊处理的削力远远的大于传统刀口的削力,能够完成更加高难度的切削工作,也不会因为受力的不均匀而形成的零件变形的情况。而之所以会产生变形的情况主要是因为在工作的过程中刀具刀口变热,而车铣复合加工技术采用的是一种绝热切削的方式,有效的避免了这种情况的发生。在加工的过程中,很多的零件都是经过一次的装夹完成了大部分的工艺环节,节省了很多的时间,同时也提高了工作的效率,减少了很多的误差也提高了加工的精度。目前这种技术在机械制造行业发展的速度很快,并且有更加广阔的发展空间。
二、车铣复合加工的技术类型
首先是车铣复合加工的工艺技术。与传统的加工技术进行比较,车铣复合加工技术的设备相当于完整的生产线,因此制作设备的过程中一定要考虑到零件的自身特点。车铣复合加工技术中最为鲜明的特点是工序的集中,选择适合加工的工艺路线可以极大的提高加工的效率和零件的精度。在一些航空叶轮的加工中此类的加工技术具有明显的优势,叶轮的毛坯一般情况之下都是采用棒料,传统叶轮的加工路线一般是利用数控车床削外部的轮廓,然后再进行精细的加工,最后才是钻孔的工作,采用车铣复合加工技术便可以按照工艺路线一次性的进行自动完成。
其次是车铣复合加工的数控编程技术。车铣复合加工技术的重点内容是数控编程的技术,在实际的生产过程中,如果没有数控编程技术的支持,一切的工序都不会完成,和传统的加工程序相比车铣复合加工技术的编程难点主要体现在以下几个方面:
(1)工艺的类型比较多,过程比较繁琐。在进行编程的过程中,不仅要求要进行每一个细小部位的编程,而且还要考虑到各部分连接的编程内容,因此在编程的过程中一定要仔细的考虑,不能忽略每一步的内容,对整体的工艺流程要有一定的认识,直观的将工作过程中的内容反映出来,以便于后续内容的进行。
(2)在进行编程的过程中要注意串并行的顺序,一旦出现问题就会产生意象不到的后果,在所有零件的加工过程中,都需要使得加工的路线保持一致。
最后车铣复合加工的后置处理技术。与传统的技术相比较,车铣复合加工技术比较的复杂,同样的对后置处理的技术提出了更高的要求,其中后置处理技术的难点主要包括以下方面的内容:
(1)各种工序之间的衔接运动要精确合理。由于在加工的过程中种类比较繁多,因此完成之后要及时准确的对刀具和加工的方式进行必要的切换,并且必须设置合理的进刀退刀的方式,更为重要的是要进行对各零件的位置进行合理的设置,可以有效的避免在换刀的过程中的碰撞,使得加工的过程更加的稳定。
(2)在进行加工的过程中,需要对工艺的顺序和流程进行自动的判定。由于加工的路线比较长,依靠人力去完成的话会非常的浪费时间,最为理想的方法是在后置处理的而过程中对加工的顺序进行自动的判定,所以在编程的过程中就必须将该部分的内容加进去。
三、车铣复合加工技术的教学应用
(一)教学的目的
为了让学生了解车铣复合加工技术在各个行业中的重要性,在数控专业教学中适当的引入这个内容,可以使学生了解到车铣复合加工中心的结构、原理和特点等等,以及在操作过程中的基本的加工工艺流程。
(二)教学的内容
在车铣复合加工技术的教学中,由于这部分所涉及的知识比较的多,因此在教学中使学生有所侧重的掌握一些主要内容。由于设备比较少,在进行学习的过程中需要将学生分成小组的形式,这样可以节省很多的时间,并且可以保证教学的质量。在进行编程学习的过程中,首先是让学生对于一些简单的零件采用手工编程来进行练习,从而使学生对编程有一定的了解;而对于复杂的零件则采用CAM软件进行自动编程,并进行后置处理,例如运用UG、CATIA等软件。在实际加工零件之前采用适合编程内容的仿真软件进行仿真,在仿真的过程中可以显示出实时的加工的时间和切削的条件,可以减少实际加工中刀具的磨损。
在进行教学的过程中,学生的学习方法发生了变化,这主要源于学习内容的改变,将以前样式简单的零件学习内容更换为了以下几种类型:首先是轴类零件,其次是盘类零件,再是套类的零件最后是其他的种类,学生应该对每一类零件的特点清楚的了解,这样使在操作过程中更为熟练。
(三)车铣复合加工教学的重点
在进行车铣复合加工技术学习的过程中,重点的内容主要为加工工艺。与常规的加工设备不相同,车铣复合加工设备是一个小型的生产线。根据各种复杂的零件加工进行工件的定位和工艺路线的设定。在复合加工中的最为鲜明的特点是工序比较的集中,学生在学习的过程中一定要将这部分的内容作为重点。在实践的教学活动中必须进行加工仿真的模拟工作,由于部件比较的多,而且结构比较的复杂,如果不能及时的进行仿真,极有可能造成工件的损坏,因此仿真就显得尤为的重要[4]。
四、结束语
综上所述,通过对车铣复合加工技术的理解和把握可以有效的提高生产制造过程中的产品的质量和减少制造的周期。这种技术在我国的航空和军工领域的应用中最为广泛,在以后的发展过程中,该项技术还会更加的成熟,能够解决更多实际的问题,使得在现实中的应用领域越来越广泛[5]。
摘要：随着航空复杂产品的加工效率的越来越高,工作人员也一直都在寻找着更加高效的加工技术,车铣复合加工技术的出现使得一切都成为了可能。在很多的教学过程中教师也更加的注重对学生这方面的指导,很多学校也开设了工程实训的内容,以培养“卓越工程师”为主要的发展方向,教学的方法主要都是以项目的形式进行的,更加注重了学生的动手操作的能力,使得学生对数控加工技术更加的了解。本文主要从车铣复合加工技术的特点进行分析,阐述了车铣加工技术的主要类型,从而使得该技术在教学实践活动中应用的更加的广泛。
关键词：车铣复合加工技术,教学,应用
参考文献
[1]刘峰.五轴车铣复合加工功能关键技术的研究[D].中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所),2014.
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[4]夏焕金,蔡慧慧,韩林,陆忠民.车铣复合加工技术的发展及应用[J].金属加工(冷加工),2011,21:19-21.
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