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什么是數控走心機

時間:2017-12-06      瀏覽:521次
 

認識數控走心機

一、 數控走心機的名稱定義

數控走心機,全稱走心式數控車床,簡稱走心機,學名定義:主軸移動式數控車床。在國際市場稱瑞士精密自動車床,在中國市場又稱縱切式數控車床,因數控走心機標準配置都帶有側面動力頭又稱走心式車銑復合車床。

二、 走心機的原理

1、 數控走心機與數控車床的區別

數控走心機屬于數控車床的其中一種設備。

傳統的數控車床以走刀模式為主,稱為走刀機,產品單次夾持位不動,通過主軸的旋轉及刀具移動對產品進行加工;而走心機則是刀具在固定的位置,通過主軸的移動、旋轉對產品進行加工,支持多次送料。

因此相比于走刀式的機床,走心機車削時,棒料軸向進給通過中心導套,刀具切削點緊靠導套口端,剛性好,消除了棒料在刀具切削壓力作用下的變形,保證了零件的精度,加工細長軸類零件有絕對性的優勢。

但走心機正常情況下只支持長棒料批量加工;不能像走刀機一樣,可短料單件加工。同時因為棒料需要通過整個主軸及夾頭、導套,走心機對原材料的直線度、橢圓度要求也較高。

2、 走心機有導套模式與無導套模式的區別

因走心機采用長棒料加工,在整根材料的末端需要留有余量給予夾具夾持的空間,因此走心機加工存在尾料浪費的弊端。

走心機具備有導套(走心)與無導套(走刀)兩種切削模式,

   

三、 走心機加工區域的結構

走心機主要加工區域的結構由主軸(副主軸)及刀架構成。

1 、主軸:具備 Z 1 軸方向移動及 C 1 軸任意分度旋轉及定位,支持多次送料;

2 、副主軸:具備 Z 2 X 2 軸方向移動及 C 1 軸任意分度旋轉及定位,輔助主軸加工、接料,以及在副軸對應的刀架上完成產品的后續工序,加工過程中使用獨立的控制通道,與主軸互補干預,實現兩個主軸同時加工,縮短產品的整體加工效率。

3 、刀架:

①、車刀:位于主軸刀架,可實現車槽、車外徑、車螺紋、切斷等工藝。

②、側面動力頭:位于主軸刀架可對產品進行鉆孔、攻絲、鋸槽、銑扁、銑槽等工藝加工,部分機型支持拔插拓展功能,可加裝端面動力頭、旋風銑、角度動力頭等機構,完成更復雜工藝要求。

③、端面固定座:位于主軸刀架端面,以產品中心為圓心,配合主軸 C 軸旋轉,可對產品進行鉆孔、攻絲、鏜孔等工藝要求。

④、副軸端面固定座:位于副軸刀架,通過與副軸的 X Z 軸以及 C 軸配合,對產品可進行鉆孔、攻絲、鋸槽、銑扁、銑槽等工藝加工,所有系列機型都支持拔插拓展功能。

四、 走心機型號

走心機的型號命名一般由設備最大的加工直徑、主軸數量及移動軸數作為參考命名。

1、 加工直徑范圍:

因走心機加工使用的是長棒料作為原材料,而且原材料要通過主軸,為了使加工精度更加穩定,所以走心機根據不同直徑材料的離心率、主軸功率、主軸轉速等因素來確定加工范圍。

目前中國國產走心機的加工最大直徑型號為 16 20 25/26 32mm

2、 移動軸以及主軸數量:

常規走心機根據主軸數量分為單主軸數控走心機及雙主軸數控走心機。

單主軸走心機 由主軸的 Z 軸、以及刀架的 X Y 軸構成,因此又稱為三軸走心機,由一個系統通道控制。      

      

           單主軸走心機結構                       雙主軸走心機結構

雙主軸走心機 除了具備單主軸走心機的 X Y Z 移動軸外,再增加了一個副主軸。由兩個或者兩個以上獨立的系統通道控制。

在加工能力上,單主軸走心機只能完成產品 5 個面的工藝,切斷面無法進行加工,而且在切斷產品的時候,受產品旋轉時候的離心率以及產品的自重的影響下,在切斷刀過產品中心點之前,產品已經自行折斷,因此會存在尾釘、毛刺,對產品要求較高的則需要二次處理去毛刺,該弊端無法避免。

而雙主軸走心機 在單主軸完成工藝的基礎上,由副主軸接過主軸的產品,在副主軸的刀架上進行第六個面的加工。同時副主軸因為是獨立的通道,在副主軸接到主軸的產品之后,主軸立刻開始加工下一個產品,副主軸在同一時間運行進行第六個面的加工,兩邊同時運行,大大縮短了整體加工的效率。

目前中國國產常規走心機最高為六個移動軸。 2014 年由南京建克機械自主研發發明了最高支持支持九個移動軸的九軸數控走心機,由三個獨立通道控制,并獲得了發明專利,代表中國走心機最高水平。

 

各個走心機生產廠家對走心機的常規命名格式為(最大加工直徑) - (移動軸數)

因此以最大加工直徑 20mm 為例,單主軸命名為 20-3 ,雙主軸則命名為 20-4 20-5 等等。

  五、 刀架排刀結構及優缺勢

走心機刀架排布以車刀切入方向分為側排刀結構和上排刀結構。

 

           側排刀刀架結構                     橫排刀刀架結構

側排刀

優勢:因刀具平均分布于兩側,刀具之間的切換行程短,針對于用刀數量多、頻繁切換刀具的產品,加工效率有略微的節省。

缺點:刀具由側面切入,對難斷屑的材料(例如鋁)容易造成屑末纏刀,導致設備報警停止加工。

       刀具排列緊密,無法使用拔插拓展功能。

上排刀

優勢:刀具由上方切入,與側排刀結構相比較,更容易排屑。

       刀具一字排開,動力頭之間的排距比較充裕,支持各種拔插拓展功能。

缺點:因刀具都在刀架的上方,導致刀具行程較長,與側排刀結構相比較,在頻繁切換刀具的情況下,所花的時間略微增加。

六、 走心機的應用領域

根據走心機可同時一次完成車﹑銑﹑鉆﹑鏜﹑攻、雕刻等復合加工的特性,走心機主要應用于醫療、軍工、汽配、五金、電子、鐘表、通信等行業的精密五金、軸類異型非標件的批量加工。

示范樣件:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

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