数控雕刻数控铣床联合加工策略CNC电脑雕刻及数控铣与加工中心在机械加工中都有各自的优势,将CNC雕刻和数控铣相结合,充分发挥各自的优势,相互取长补短无疑是一种明智的选择。基于利弊对比,本文讨论一种将CNC雕刻与数控铣床组合应用的联合加工策略。
CNC雕刻机最近几年在国内有较大的发展,在国外早就有了雕铣机(CNCEngravingAndMillingMachine)。确切地说,雕是铣的一部分,传统的数控铣床、CNC加工中心功率大,加工效率高,机床稳定性较好,但加工铜、铝等软质材料时存在着加工表面光洁度低、加工效率不高等缺点,而高速CNC加工中心虽然可以克服以上的缺点,但价格昂贵,一般的厂家难以承受。
和传统的CNC数控设备相比,CNC电脑雕刻机有着转速高、加工软质材料效率高、表面光洁度高、性价比高等优点,雕刻加工是饱含着人类高智能和高技能的工匠型劳动,当代雕刻制造技术正经历着从手工雕刻向CNC雕刻的变革。将CNC雕刻和数控铣相结合,充分发挥各自的优势,相互取长补短无疑是一种明智的选择,这就是CNC雕刻与数控铣床的联合加工策略,以下对相关技术关键略作讨论。
CNC电脑雕刻及数控铣与加工中心的对比
2.1机械部分
机床机械由两个部分构成:工作台,主轴滑板等为移动部分;床身、底座,立柱等为非移动部分。
(1)数控铣、CNC加工中心
对数控铣与CNC加工中心的非移动部分和移动部分刚性要求高,因此能进行重切削。但由于移动部分同样庞大,牺牲了机床灵活性,对于细小的切削和快速进给就显得力不从心。
(2)CNC雕铣机
雕铣机的非移动部分刚性要求也要尽可能地好,而移动部分的刚性则要以灵活为前题,要设计得尽可能地轻巧一些,同时保持一定的刚性。如此设计的CNC雕刻机就可以进行比较细小的精加工,加工精度较高,对于软金属可以进行高速加工,但由于移动部分的刚性较差,所以不可能进行重切削。如何从机械结构上解决移动部分重量轻、刚性又好的矛盾,其关键在于机械结构设计,可采用以下的技术措施
1)采用超宽的立柱和横梁,因为龙门式的结构有极好的对称性和极JIA的刚性,它是高速切削设备的SHOU选结构。与传统的C型床身结构相比,龙门架形式的床身刚性较高,受力平均,工件只在一个轴向移动,各运动轴及相对惯性低,设计紧凑精密,可确保高刚性,高精度及高动态特性。机床的横梁可采用倾斜30度结构,使主轴鞍座的的重心向后方移动,并且使横梁的导轨间距尽量加大,如此可大大提高主轴的稳定性和刚性。由于立柱的质量远远大于主轴等移动部件的质量,所以为机床的高速运动和主轴的高速运转及负荷切削提供了坚实的保障。
我国首将激光测量用于机床运动控制,该技术犹如为数控机床装上了高精尖的导航仪,提高了数控机床的精度。这种技术使国内中大型高数控机床在亚微米超精密集成控制方面取得了重大技术突破,在国际上处于先水平。据悉极精密型制造技术是目前数控机床技术发展的重要方向,只有极精密的机床才能制造出应用舰船、航空航天设备、IT产业等高新技术所需设备。
在以前我国产的机床只能造普通船舶发动机等,造潜艇发动机等对精度要求极高的产品就必须使用进口机床,而现在国产机床也可以达到这一技术要求了。这次研发的高精度机床运动控制技术应用在中大型机床后,能够实现1米内0.5微米的定位精度和0.1微米的重复定位精度,比传统精密机床精度提高了一个数量级,使我国数控机床技术进入了世界高duan行列。
我国是世界机床消费大国、制造一大国,同时也是进口一大国,而国产机床以利润只有5%左右的中低端机床为主,进口的高数控机床利润则高达30%~40%。目前我国高数控机床市场进口产品占95%,我国为此每年需要花费100亿美元。