認(rèn)識(shí)數(shù)控走心機(jī)
一、 數(shù)控走心機(jī)的名稱定義
數(shù)控走心機(jī),全稱走心式數(shù)控車床,簡(jiǎn)稱走心機(jī),學(xué)名定義:主軸移動(dòng)式數(shù)控車床。在國(guó)際市場(chǎng)稱瑞士精密自動(dòng)車床,在中國(guó)市場(chǎng)又稱縱切式數(shù)控車床,因數(shù)控走心機(jī)標(biāo)準(zhǔn)配置都帶有側(cè)面動(dòng)力頭又稱走心式車銑復(fù)合車床。
二、 走心機(jī)的原理
1、 數(shù)控走心機(jī)與數(shù)控車床的區(qū)別
數(shù)控走心機(jī)屬于數(shù)控車床的其中一種設(shè)備。
傳統(tǒng)的數(shù)控車床以走刀模式為主,稱為走刀機(jī),產(chǎn)品單次夾持位不動(dòng),通過主軸的旋轉(zhuǎn)及刀具移動(dòng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工;而走心機(jī)則是刀具在固定的位置,通過主軸的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工,支持多次送料。
因此相比于走刀式的機(jī)床,走心機(jī)車削時(shí),棒料軸向進(jìn)給通過中心導(dǎo)套,刀具切削點(diǎn)緊靠導(dǎo)套口端,剛性好,消除了棒料在刀具切削壓力作用下的變形,保證了零件的精度,加工細(xì)長(zhǎng)軸類零件有絕對(duì)性的優(yōu)勢(shì)。
但走心機(jī)正常情況下只支持長(zhǎng)棒料批量加工;不能像走刀機(jī)一樣,可短料單件加工。同時(shí)因?yàn)榘袅闲枰ㄟ^整個(gè)主軸及夾頭、導(dǎo)套,走心機(jī)對(duì)原材料的直線度、橢圓度要求也較高。
2、 走心機(jī)有導(dǎo)套模式與無導(dǎo)套模式的區(qū)別
因走心機(jī)采用長(zhǎng)棒料加工,在整根材料的末端需要留有余量給予夾具夾持的空間,因此走心機(jī)加工存在尾料浪費(fèi)的弊端。
走心機(jī)具備有導(dǎo)套(走心)與無導(dǎo)套(走刀)兩種切削模式,
三、 走心機(jī)加工區(qū)域的結(jié)構(gòu)
走心機(jī)主要加工區(qū)域的結(jié)構(gòu)由主軸(副主軸)及刀架構(gòu)成。
1 、主軸:具備 Z 1 軸方向移動(dòng)及 C 1 軸任意分度旋轉(zhuǎn)及定位,支持多次送料;
2 、副主軸:具備 Z 2 、 X 2 軸方向移動(dòng)及 C 1 軸任意分度旋轉(zhuǎn)及定位,輔助主軸加工、接料,以及在副軸對(duì)應(yīng)的刀架上完成產(chǎn)品的后續(xù)工序,加工過程中使用獨(dú)立的控制通道,與主軸互補(bǔ)干預(yù),實(shí)現(xiàn)兩個(gè)主軸同時(shí)加工,縮短產(chǎn)品的整體加工效率。
3 、刀架:
①、車刀:位于主軸刀架,可實(shí)現(xiàn)車槽、車外徑、車螺紋、切斷等工藝。
②、側(cè)面動(dòng)力頭:位于主軸刀架可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行鉆孔、攻絲、鋸槽、銑扁、銑槽等工藝加工,部分機(jī)型支持拔插拓展功能,可加裝端面動(dòng)力頭、旋風(fēng)銑、角度動(dòng)力頭等機(jī)構(gòu),完成更復(fù)雜工藝要求。
③、端面固定座:位于主軸刀架端面,以產(chǎn)品中心為圓心,配合主軸 C 軸旋轉(zhuǎn),可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行鉆孔、攻絲、鏜孔等工藝要求。
④、副軸端面固定座:位于副軸刀架,通過與副軸的 X 、 Z 軸以及 C 軸配合,對(duì)產(chǎn)品可進(jìn)行鉆孔、攻絲、鋸槽、銑扁、銑槽等工藝加工,所有系列機(jī)型都支持拔插拓展功能。
四、 走心機(jī)型號(hào)
走心機(jī)的型號(hào)命名一般由設(shè)備最大的加工直徑、主軸數(shù)量及移動(dòng)軸數(shù)作為參考命名。
1、 加工直徑范圍:
因走心機(jī)加工使用的是長(zhǎng)棒料作為原材料,而且原材料要通過主軸,為了使加工精度更加穩(wěn)定,所以走心機(jī)根據(jù)不同直徑材料的離心率、主軸功率、主軸轉(zhuǎn)速等因素來確定加工范圍。
目前中國(guó)國(guó)產(chǎn)走心機(jī)的加工最大直徑型號(hào)為 16 、 20 、 25/26 、 32mm 。
2、 移動(dòng)軸以及主軸數(shù)量:
常規(guī)走心機(jī)根據(jù)主軸數(shù)量分為單主軸數(shù)控走心機(jī)及雙主軸數(shù)控走心機(jī)。
單主軸走心機(jī) 由主軸的 Z 軸、以及刀架的 X 、 Y 軸構(gòu)成,因此又稱為三軸走心機(jī),由一個(gè)系統(tǒng)通道控制。
單主軸走心機(jī)結(jié)構(gòu) 雙主軸走心機(jī)結(jié)構(gòu)
雙主軸走心機(jī) 除了具備單主軸走心機(jī)的 X 、 Y 、 Z 移動(dòng)軸外,再增加了一個(gè)副主軸。由兩個(gè)或者兩個(gè)以上獨(dú)立的系統(tǒng)通道控制。
在加工能力上,單主軸走心機(jī)只能完成產(chǎn)品 5 個(gè)面的工藝,切斷面無法進(jìn)行加工,而且在切斷產(chǎn)品的時(shí)候,受產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)時(shí)候的離心率以及產(chǎn)品的自重的影響下,在切斷刀過產(chǎn)品中心點(diǎn)之前,產(chǎn)品已經(jīng)自行折斷,因此會(huì)存在尾釘、毛刺,對(duì)產(chǎn)品要求較高的則需要二次處理去毛刺,該弊端無法避免。
而雙主軸走心機(jī) 在單主軸完成工藝的基礎(chǔ)上,由副主軸接過主軸的產(chǎn)品,在副主軸的刀架上進(jìn)行第六個(gè)面的加工。同時(shí)副主軸因?yàn)槭仟?dú)立的通道,在副主軸接到主軸的產(chǎn)品之后,主軸立刻開始加工下一個(gè)產(chǎn)品,副主軸在同一時(shí)間運(yùn)行進(jìn)行第六個(gè)面的加工,兩邊同時(shí)運(yùn)行,大大縮短了整體加工的效率。
目前中國(guó)國(guó)產(chǎn)常規(guī)走心機(jī)最高為六個(gè)移動(dòng)軸。 2014 年由南京建克機(jī)械自主研發(fā)發(fā)明了最高支持支持九個(gè)移動(dòng)軸的九軸數(shù)控走心機(jī),由三個(gè)獨(dú)立通道控制,并獲得了發(fā)明專利,代表中國(guó)走心機(jī)最高水平。
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各個(gè)走心機(jī)生產(chǎn)廠家對(duì)走心機(jī)的常規(guī)命名格式為(最大加工直徑) - (移動(dòng)軸數(shù))
因此以最大加工直徑 20mm 為例,單主軸命名為 20-3 ,雙主軸則命名為 20-4 、 20-5 等等。
五、 刀架排刀結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺勢(shì)
走心機(jī)刀架排布以車刀切入方向分為側(cè)排刀結(jié)構(gòu)和上排刀結(jié)構(gòu)。
側(cè)排刀刀架結(jié)構(gòu) 橫排刀刀架結(jié)構(gòu)
側(cè)排刀
優(yōu)勢(shì):因刀具平均分布于兩側(cè),刀具之間的切換行程短,針對(duì)于用刀數(shù)量多、頻繁切換刀具的產(chǎn)品,加工效率有略微的節(jié)省。
缺點(diǎn):刀具由側(cè)面切入,對(duì)難斷屑的材料(例如鋁)容易造成屑末纏刀,導(dǎo)致設(shè)備報(bào)警停止加工。
刀具排列緊密,無法使用拔插拓展功能。
上排刀
優(yōu)勢(shì):刀具由上方切入,與側(cè)排刀結(jié)構(gòu)相比較,更容易排屑。
刀具一字排開,動(dòng)力頭之間的排距比較充裕,支持各種拔插拓展功能。
缺點(diǎn):因刀具都在刀架的上方,導(dǎo)致刀具行程較長(zhǎng),與側(cè)排刀結(jié)構(gòu)相比較,在頻繁切換刀具的情況下,所花的時(shí)間略微增加。
六、 走心機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域
根據(jù)走心機(jī)可同時(shí)一次完成車﹑銑﹑鉆﹑鏜﹑攻、雕刻等復(fù)合加工的特性,走心機(jī)主要應(yīng)用于醫(yī)療、軍工、汽配、五金、電子、鐘表、通信等行業(yè)的精密五金、軸類異型非標(biāo)件的批量加工。
示范樣件: