加工中心

1.鑄鐵床身結(jié)構(gòu)，機(jī)床主軸具有散熱功能

鑄鐵材料具有很高的剛性和散熱特性，因而是制造機(jī)床結(jié)構(gòu)件Zui穩(wěn)定的材料。對(duì)于銑削大型零件用的任何機(jī)床，首先需要具有非常結(jié)實(shí)的鑄鐵結(jié)構(gòu)，并裝備有具有散熱功能的主軸。

就機(jī)床的主軸而言，它必須采用內(nèi)置冷卻技術(shù)，從軸承外面來(lái)冷卻主軸，保證在長(zhǎng)時(shí)間加工過(guò)程中，主軸本身不會(huì)被燒壞或不會(huì)因熱膨脹而造成精度損失。這些因素是非常重要的，因?yàn)榇笮湍＞叩募庸ば枰暮荛L(zhǎng)的時(shí)間，同時(shí)在重切削條件下，這會(huì)增加模具的熱量和應(yīng)力。所以，機(jī)床的結(jié)構(gòu)部件必須具有良好的剛性和散熱特性，這是加工出大型優(yōu)質(zhì)模具的前提。因此，必須Zui大程度地限制加工過(guò)程中機(jī)床的振動(dòng)，并快速擴(kuò)散加工過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。選擇合適的加工機(jī)床和刀具可以實(shí)現(xiàn)成本和周期的雙贏。

2.熱穩(wěn)定技術(shù)

由于加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，環(huán)境溫度的影響也是必須要考慮的。例如，在普通機(jī)床上加工大型模具，當(dāng)環(huán)境溫度變化10℃時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致機(jī)床立柱發(fā)生6℃的溫度變化，從而引起主軸角板平行度發(fā)生0.07mm的變化。因此，機(jī)床的設(shè)計(jì)必須考慮到環(huán)境溫度的效應(yīng)，避免環(huán)境溫度影響到加工零件的精度。

3.速度

對(duì)于一臺(tái)行程能夠快速移動(dòng)的大型模具加工中心來(lái)說(shuō)，大型模具加工機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)至少達(dá)到20000r/min，金屬的切削速度應(yīng)滿足762～20000mm/min。

4.精度

精度控制始終貫穿于模具加工的各個(gè)階段，如果需要在一臺(tái)加工中心上實(shí)現(xiàn)對(duì)大型模具的粗加工和精加工，那么必須嚴(yán)格控制機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度。大型模具專(zhuān)用的加工中心，一般其定位精度可以達(dá)到±1.5μm，重復(fù)定位精度應(yīng)達(dá)到±1μm。同時(shí)，其節(jié)距精度應(yīng)保持在5μm之內(nèi)。

5.反饋分辨率

對(duì)于高精度曲面加工，機(jī)床自身的反饋分辨率對(duì)于檢測(cè)加工零件的精度是十分重要的。采用標(biāo)準(zhǔn)的1μm反饋分辨率，通常所獲得的結(jié)果并不十分理想。如果分辨率能夠達(dá)到0.05μm，那么其精加工結(jié)果幾乎沒(méi)有任何瑕疵。而且，通過(guò)對(duì)機(jī)床分辨率、標(biāo)尺反饋和小節(jié)距滾珠絲杠的控制可進(jìn)一步提升零件表面的加工質(zhì)量。

6.主軸

大型模具加工中心上使用的主軸必須達(dá)到進(jìn)行粗加工、半精加工和高質(zhì)量精加工的要求，而且作為一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)，其能夠?qū)崿F(xiàn)的表面加工質(zhì)量應(yīng)該控制在2μm的水平。通常，對(duì)于模具閉合面和分型線部分的精加工十分重要，但在傳統(tǒng)工藝下，許多模具制造商不得不采用手工拋光的方式，以彌補(bǔ)刀具加工精度不足的問(wèn)題。因?yàn)?，大型加工機(jī)床的造價(jià)昂貴，如果為此項(xiàng)工序購(gòu)置多功能機(jī)床，顯然是不切合實(shí)際的。

此外，合理的主軸設(shè)計(jì)必須能夠Zui大程度地延長(zhǎng)刀具的使用壽命，使其能夠在加工周期內(nèi)以低振動(dòng)、低溫升的狀態(tài)持續(xù)工作。例如，在大型模具加工中心上加工汽車(chē)儀表板模具時(shí)，如采用16mmCBN鑲刀片精加工刀具，加工速度可以達(dá)到8m/min，使用壽命超過(guò)30h，可以將加工表面質(zhì)量控制在0.336～3.2μm。由此可知，考慮到加工大型模具時(shí)的刀具成本增加，采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的大型模具加工機(jī)床，不僅可以延長(zhǎng)刀具使用壽命，而且可以大量節(jié)約加工每付模具的刀具使用成本。