数控机床的功能复合.pptVIP

多轴联动复合加工数控机床的创新开发 数控机床是典型的机电一体化产品，是现代制造业的主流设备，是体现机械制造业工艺水平的重要标志，是关系国计民生、国防尖端建设的战略物资，是我国经济发展的重要动力。 现在工业发达国家都把生产高速、高精、复合加工机床作为其重要的发展目标，其生产能力和技术水平己经成为衡量一个国家制造技术水平的重要标志。 多功能复合加工机床由于其能在一台设备上完成多种加工要求的优点，满足当今社会对于机床高速度、高精度、高效率、高柔性的要求，吸引了众多机床制造商研究开发。 对于多轴联动机床世界各国基本上都处于研究、试制和试用阶段。在对多轴联动机床的动力学分析及其对加工过程、加工精度以及控制策略的影响规律等方面的研究在国内外还仅处于起步阶段，许多富有挑战性的关键技术有待于研究和探索。 一.六轴联动混联数控机床 6PM 2 二.六轴联动卧式复合数控机床HC-80 一.六轴联动混联数控机床 6PM 2 近年来出现了新型的并联机床，具有完全自由度的六轴并联机床,原理上具有高速、高刚度及高精度的特点，但其转动作业范围小，不能实现立式和卧式加工。 若采用串联与少自由度的并联方式相结合的混联方式，巧妙地利用二者的优点，避其缺点，是发展新型机床的有效途径。 六轴联动混联数控机床 6PM2就是一种六轴联动混联式新型数控机床。 串联式数控机床可以采用创成方法进行运动功能方案的创新设计。 混联式数控机床可以在用创成方法生成的串联运动功能方案的基础上，用运动等效的方法将部分串联运动转换成并联运动，从而生成混联式数控机床的运动功能创新方案。 已开发的6PM 2六轴联动混联机床样机，经过几年来的运动考核，证明其创新方案是成功的。由于该机床实现了六轴联动，所以特别适合复杂轮廓加工。以下图1—图3为立铣刀加工的叶轮的仿真图、刀具路径规划图以及加工实物图。 图1 叶轮仿真图 图2 刀具路径规划图 6PM 2加工实物图 –图3 6PM 2六轴混联数控机床的成功开发，证明将混联机床的方案创新设计与虚拟样机仿真、预测技术相结合，是数控机床创新产品开发的一条有效途径。 二.六轴联动卧式复合数控机床HC-80 车铣复合加工中心以先进的设计理念，强大的切削功能，广泛的适用性吸引了越来越多的使用者。 它是一次装夹，完成加工范围内的绝大部分工序，尤其是有相对位置要求的工序。这种设计概念解决了以下几个问题:缩减物流长度;减少基准转换;减少工装夹具数量;减少占地面积;缩短新产品试验周期。 新型车铣复合加工中心HC-80选用卧式结构，方案创新设计在于粗、精加工机构分开，因此共有三个刀架。如下图4所示。 精加工刀架3通过垂直、横、纵移动并通过滑板与小龙门架8用导轨副连接，可以实现自身在小龙门架8上的X、Y、Z、A轴独立运动。刀架3上可采用不同的主轴头进行精铣、精车铣、磨削等加工;其刀库可配置在主轴头的上方，可配置在侧门架上，也可以采用落地式刀库。 图4 混联车铣复合加工中心 在运动过程中，由于具有三个刀架和两个龙门架，该机最少具有9个伺服轴，最多可有12个伺服轴(为了描述方便，相同坐标方向不同的坐标运动轴用下标区分，即刀架1具有Z1、 X1两个伺服轴；刀架2本身有X2、Y2、B2三个伺服轴或X2、 B2二个伺服轴，刀架3本身具有X3、 Y3、 Z3、 A3四个伺服轴)，最多联动轴数为5(即X3、 Y3、 Z3、 A3、 C或X2、 Y2、Z1、 B2、 C)，可以进行车、铣及齿轮加工，部件3采用不同的可选主轴头，还可以进行精铣、精车铣、磨削加工。 这种粗精加工机构复合技术的方案创新点为: （1）粗精加工机构复合与独立使用的机构模式。粗精加工刀架并存于本加工中心，但又独立工作。这种粗、精加工由机构进行保证的模式提高了精加工的精度保持性。 （2）在车削或者粗铣加工时原本由床鞍与床身间的导轨独立承受的颠覆力矩，变为由床身导轨和龙门架的辅助的导轨共同承受，提高了粗加工机构抗颠覆力矩的能力。 将基于功能分析的机械系统运动方案创新设计方法应用于多轴联动复合机床的开发设计中，开发出的多轴联动复合加工机床，经过实践的检验运行良好，均满足了预期的功能要求。实践证明将混联机床的方案创新设计与虚拟样机仿真、预测技术相结合，是数控机床创新产品开发的一条有效途径。 复合加工技术发展促进了加工效率的不断提高。己经出现了各种机械加工方法组合的复合机床，能在一次装夹情况下，完成工件的大部甚至全部工序，减少安装定位误差，提高加工精度(质量)；减少工序装卸辅助时间和物流时间，提高生产效率（成本、周期)；减少了夹具及物流装备，降低成本及准备时间(成本、周期)。