数控批头车铣一体机床对刀是指将刀具的刀位点调整到与数控程序中G92指令(或其它建立工件坐标系的指令)所的坐标位置相重合,即在工件坐标系中使刀具的刀位点位于起刀点上,以使在数控程序的控制下,由此刀具所切削出的加工表面相对于零件的不加工表面(定位基准)有正确的位置尺寸关系,从而保证零件的加工精度要求;同时,对于在车削加工过程中需使用多把刀具的工序,还应保证换刀后新刀具的刀位点与原刀具(标准刀具)的刀位点相重合(允许存在刀位点位置间的误差,但该误差应是可知的,以便用刀具补偿功能或其它方法来消除)。
1. 高速、高精密化
高速、精密是数控批头车铣一体机床发展永恒的目标。随着科学技术突飞猛进的发展,机电产品更新换代速度加快,对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。为满足这个复杂多变市场的需求,当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展,加工精度也在不断地提高。另一方面,电主轴和直线电机的成功应用,陶瓷滚珠轴承、高精度大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市,也为机床向高速、精密发展创造了条件。
数控批头车铣一体机床采用电主轴,取消了皮带、带轮和齿轮等环节,大大减少了主传动的转动惯量,提高了主轴动态响应速度和工作精度,彻底解决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题。采用电主轴结构可使主轴转速达到10000r/min以上。
直线电机驱动速度高,加减速特性好,有优越的响应特性和跟随精度。用直线电机作伺服驱动,省去了滚珠丝杠这一中间传动环节,消除了传动间隙(包括反向间隙),运动惯量小,系统刚性好,在高速下能精密定位,从而极大地提高了伺服精度。
直线滚动导轨副,由于其具有各向间隙为零和非常小的滚动摩擦,磨损小,发热可忽略不计,有非常好的热稳定性,提高了全程的定位精度和重复定位精度。
通过直线电机和直线滚动导轨副的应用,可使机床的快速移动速度由目前的10~20m/mim提高到60~80m/min,甚至高达120m/min。
我国数控车铣一体机床的研发生产将出现以下动向:
1.复合加工技术应用更加广泛新型复合加工机床如车铣和铣车复合机床、车磨复合机床、齿轮加工复合机床、车铣复合与5轴联动结合机床等产品不断涌现;重型机床增加多功能附件和转台等,复合化加工趋势明显;金属切削与特种加工复合有了新进展,激光、电加工与切削加工复合技术已经有了成熟的产品推广应用。复合加工技术的推广应用将对多品种、小批量生产工艺流程产生重要影响。
2.直驱技术应用速度加快由于电力电子和数控技术的进步,以及直线电机、力矩电机、电主轴、光栅检测等部件的成熟,直驱技术在数控机床的应用速度加快,国外多家机床企业的新产品已使用直线电机驱动。直驱技术的应用将极大推动数控机床的结构改变和性能提高。
3.微制造技术崭露头角微制造(Inter-Micro)是指一种高效、绿色、高精度微制造新技术,用于加工3D形状的各种微型零件。目前,在欧盟的资助下,由德国、意大利等有关国家大学、研究院所和企业组成的研究小组已经取得相关成果,如:超精密5轴联动微型金刚石和立方氮化硼工具加工技术设备等。微制造技术具有很大应用潜力,应该引起业界的关注。