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高速加工中心的結(jié)構(gòu)特點

日期：2009年08月13　來源：本站原創(chuàng)　關(guān)鍵字：加工中心
對高速加工中心機床性能的要求：
1.高的主軸轉(zhuǎn)速，一般在每分8000轉(zhuǎn)以上；（按機床規(guī)格的大小而不同）
2.高的進(jìn)給速度，一般在每分15米以上；
3.快的移動速度，一般在每分55米以上（按機床規(guī)格的大小而不同）；
4.高的加（減）速度，一般在0.5g-1.5g以上（按機床規(guī)格的大小而不同）；
5.微米級的加工精度；
6.高的靜、動態(tài)剛度和輕量化的移動部件。

按照上述要求，臥式高速加工中心在結(jié)構(gòu)上有以下特點：

主軸一般采用電主軸，電主軸具有結(jié)構(gòu)緊湊、精密、轉(zhuǎn)速高的特點。

三座標(biāo)的結(jié)構(gòu)有少數(shù)機床采用動柱式結(jié)構(gòu)，其余大多數(shù)則采用“箱中箱”式結(jié)構(gòu)。“箱中箱”式結(jié)構(gòu)是幾種形式中速度和加速度水平最高的。

一般移動速度在50m/min以下的加工中心大都采用新設(shè)計的立柱移動式結(jié)構(gòu)，配上外置Z軸或者外置X軸，則機床制造上非常簡單，工藝性好，因而成本低，是一種比較經(jīng)濟的高速加工中心。

由于動柱式加工中心立柱本身是一種懸臂梁結(jié)構(gòu)，切削力產(chǎn)生的顛覆力矩將使立柱產(chǎn)生變形和位移，影響機床的精度，所以立柱一般設(shè)計得較重，當(dāng)驅(qū)動立柱移動時較高的立柱將因頭重腳輕而不適合較高的速度和加速度，因此高速移動的立柱一般不宜太高因而影響上下移動的行程。

為了減小切削力產(chǎn)生的顛覆力矩，機床設(shè)計時常把立柱后導(dǎo)軌加高，與前導(dǎo)軌不在一個平面上，但是后導(dǎo)軌因空間限制不能提得太高，太高將與主軸電機相干涉。當(dāng)把后導(dǎo)軌提到立柱上端問題得到解決，這樣就產(chǎn)生了框架式結(jié)構(gòu)，原來的立柱變成了有著上下導(dǎo)軌的滑架。加上前面支撐主軸滑枕的框架合在一起形成了今天流行的“箱中箱”結(jié)構(gòu)。所以它上下兩個導(dǎo)軌支撐的滑架就相當(dāng)于動柱式機床的立柱，這樣這個立柱就由懸臂梁結(jié)構(gòu)變成具有兩端支撐的簡支梁結(jié)構(gòu)。簡支梁的最大變形點在中間，同等條件下它的最大變形僅有懸臂梁的十六分之一。這樣這個滑架就可以在不影響剛性的情況下做得比較輕，為高速度和高加速度提供了條件，這就是“箱中箱”結(jié)構(gòu)得以流行的主要原因。

線性伺服進(jìn)給驅(qū)動采用直線電機已很普遍，但更多的還是采用旋轉(zhuǎn)伺服電機加滾珠絲杠驅(qū)動。伺服電機加滾珠絲杠驅(qū)動雖然在速度和加速度等方面不如直線電機，但經(jīng)濟節(jié)能，也非�？煽浚�因此被廣泛采用。

一些公司也在采用直線電動機驅(qū)動，如SPECHT500L移動速度達(dá)到100米和120米/分。直線電動機驅(qū)動具有更好的動態(tài)特性，結(jié)構(gòu)也更簡單，具有高的直線速度、高加速度、行程長度不受限制、機械零件少、無磨損、高剛度等優(yōu)點。

它的缺點是：

巨大的強磁吸力作用于導(dǎo)軌上，采用雙直線電動機驅(qū)動雖然可以抵消作用力但將增加成本；

不可能放大拖動力；

高功率損失及高發(fā)熱；

產(chǎn)生干擾磁場；

防鐵屑困難；

造價較高。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，直線電動機驅(qū)動的這些缺點將被逐步克服，使用直線電機是將來高速移動裝置的發(fā)展方向。

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