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高速加工中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(diǎn)：

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(diǎn)。

三座標(biāo)的結(jié)構(gòu)有少數(shù)機(jī)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(jì)的立柱移動式結(jié)構(gòu)，配上外置Z軸或者外置X軸，則機(jī)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(jì)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(jī)床的精度，所以立柱一般設(shè)計(jì)得較重，當(dāng)驅(qū)動立柱移動時(shí)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(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)常把立柱后導(dǎo)軌加高，與前導(dǎo)軌不在一個(gè)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(jī)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(gè)導(dǎo)軌支撐的滑架就相當(dāng)于動柱式機(jī)床的立柱，這樣這個(gè)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(diǎn)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(gè)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(jī)已很普遍，但更多的還是采用旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)加滾珠絲杠驅(qū)動。伺服電機(jī)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(jī)，但經(jīng)濟(jì)節(jié)能，也非常可靠，因此被廣泛采用。

一些公司也在采用直線電動機(jī)驅(qū)動，如SPECHT500L移動速度達(dá)到100米和120米/分。直線電動機(jī)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(jī)械零件少、無磨損、高剛度等優(yōu)點(diǎn)。

它的缺點(diǎn)是：

巨大的強(qiáng)磁吸力作用于導(dǎo)軌上，采用雙直線電動機(jī)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(jià)較高。

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

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