東莞品翌:高速數(shù)控加工中心的配置及要求。

與普通加工中心相比，高速數(shù)控加工中心仍存在許多差異，如主軸、刀庫(kù)、刀具、數(shù)控系統(tǒng)等，主要在于主軸轉(zhuǎn)速和切割進(jìn)給。標(biāo)準(zhǔn)的高速數(shù)控加工中心必須滿足加工中心的要求。那么，高速數(shù)控加工中心的配置和要求是什么？

高速數(shù)控加工中心的配置及要求。

一、高速cnc加工中心對(duì)主軸的要求。

高速加工中心的高速主軸應(yīng)具有精度高、剛度好、運(yùn)行平穩(wěn)、熱變形小等特點(diǎn)。加工中心的主軸有幾種形式：帶式、齒輪式、直接結(jié)式和電動(dòng)主軸。直接主軸和電動(dòng)主軸可用于高速cnc加工中心，其余主軸基本不能滿足高速cnc加工中心的基本速度要求。高速cnc加工中心主軸的最低速度不得小于1萬(wàn)rpm。只有直接主軸和電動(dòng)主軸才能實(shí)現(xiàn)如此高的速度。

直接主軸的最大速度不如電主軸高。在國(guó)外，一些高速cnc加工中心制造商已經(jīng)開(kāi)發(fā)出超高速cnc加工中心。加工中心的主軸速度超過(guò)10萬(wàn)是非常簡(jiǎn)單的，但我們都知道，主軸速度越高，切割強(qiáng)度越低，因此直接主軸的切割力遠(yuǎn)優(yōu)于電主軸。

二、高速cnc加工中心切割進(jìn)給。

在數(shù)控機(jī)床中，可以說(shuō)提高機(jī)床切割進(jìn)給相當(dāng)于提高加工效率。高速數(shù)控加工中心也是如此。高速數(shù)控加工中心的切割進(jìn)給一般為20-40m/min。當(dāng)然，切割進(jìn)給速度也不是沒(méi)有。山東海特?cái)?shù)控高速數(shù)控加工中心的切割進(jìn)給超過(guò)40m/min。

直線電機(jī)的成熟使用，使高速CNC加工中心有了質(zhì)的飛躍，全面提高了加工效率和加工精度。直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模式為非接觸式直接驅(qū)動(dòng)模式，移動(dòng)部件少，無(wú)扭曲變形問(wèn)題。采用該技術(shù)，機(jī)床制造已達(dá)到傳統(tǒng)滾珠絲桿無(wú)法達(dá)到的水平。直線電機(jī)具有高加速和減速的特點(diǎn)，可達(dá)2g，是傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置的10-20倍，進(jìn)給速度是傳統(tǒng)的4-5倍。

三、高速數(shù)控加工中心數(shù)控系統(tǒng)。

高速數(shù)控加工中心的數(shù)控系統(tǒng)要求高于普通加工中心的數(shù)控系統(tǒng)。高速數(shù)控加工中心的數(shù)控系統(tǒng)必須具有更快的數(shù)據(jù)處理能力和更高的功能特性。四軸或五軸的高速數(shù)控加工中心也是如此。優(yōu)先選擇32位或64位數(shù)控系統(tǒng)作為處理器，這兩個(gè)數(shù)控系統(tǒng)非常強(qiáng)大，無(wú)法與普通數(shù)控系統(tǒng)相媲美。

四、高速cnc加工中心刀具。

高速數(shù)控加工中心的刀具并不是說(shuō)刀具的類(lèi)型，而是高速數(shù)控加工中心的刀具材料。高速數(shù)控加工中心常用的刀具材料包括聚晶金剛石、立方氮化硼和硬涂層刀具。好的刀具可以使切割速度更高。

為了平衡刀具結(jié)構(gòu)，必須平衡特殊刀柄外伸長(zhǎng)的刀具，以防止高速離心力導(dǎo)致低抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性的刀柄或刀片斷裂，給高速數(shù)控加工中心和操作人員帶來(lái)危險(xiǎn)。刀柄系統(tǒng)的選擇也會(huì)影響自動(dòng)換刀的重復(fù)精度和刀具切割剛度。目前，刀柄系統(tǒng)一般選擇單面夾緊刀柄系統(tǒng)，錐度為7:24。

五、數(shù)控編程高速加工。

高速加工的數(shù)控編程不同于普通加工的數(shù)控編程。在高速加工中，由于進(jìn)給速度和加工速度快，編程師必須能夠預(yù)測(cè)切割刀是如何切割到工件中的。除了使用小進(jìn)給和淺切割深度外，在編制數(shù)控代碼時(shí)盡量避免加工方向的突然變化也非常重要，因?yàn)檫M(jìn)給方向的突然變化不僅會(huì)降低切割速度，還會(huì)產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，降低加工表面質(zhì)量，甚至產(chǎn)生切割或殘留、刀具損壞甚至主軸損壞，特別是在三維走廊加工過(guò)程中，復(fù)雜表面或角部分的單獨(dú)加工將比使用之字形加工法、直線法或其他一般加工方法更有利于一次加工所有表面。

在高速加工過(guò)程中，建議刀具緩慢切割工件，盡量避免刀具切割后再切割工件。因此，從一個(gè)切割層緩慢進(jìn)入另一個(gè)切割層比切割后突然進(jìn)入要好。其次，盡量保持穩(wěn)定的切割參數(shù)，包括保持切割厚度、進(jìn)給量和切割線速度的一致性，當(dāng)切割深度可能增加時(shí)，應(yīng)降低進(jìn)給速度，因?yàn)樨?fù)載的變化會(huì)導(dǎo)致刀具的偏差，從而降低加工精度。

因此，在許多情況下，有必要對(duì)工作走廊的一些復(fù)雜部分進(jìn)行預(yù)處理，使高速精加工的小直徑刀具不會(huì)因前道工序中使用的大直徑刀具留下的加工殘留而突然增加切割負(fù)載。目前，一些CAM軟件具有加工殘留分析的功能

簡(jiǎn)而言之，工具路徑越簡(jiǎn)單越好。這樣，加工過(guò)程更有可能達(dá)到最大進(jìn)給速度，而不是由于密集數(shù)據(jù)點(diǎn)集群和加工方向的突然變化而減速。在之字形切割路徑中，使用弧（或類(lèi)似弧段）連接相鄰的兩個(gè)直段將有助于減少加/減速程序的頻繁調(diào)用和轉(zhuǎn)換次數(shù)。

在高速加工中，CAM系統(tǒng)的自動(dòng)過(guò)切（殘留）維護(hù)功能在加工精度和加工安全方面至關(guān)重要。因?yàn)檫^(guò)切（殘留）對(duì)工件的損壞是無(wú)法修復(fù)的。它對(duì)刀具的損壞也是災(zāi)難性的，這就要求在加工幾何表面建立一個(gè)準(zhǔn)確、連續(xù)的數(shù)字模型，并有一個(gè)高效的刀具路徑生成算法，以確保加工輪廓的完整性。其次，CAM系統(tǒng)對(duì)刀具路徑的驗(yàn)證能力也非常重要。一方面，程序員可以在將加工代碼發(fā)送到車(chē)間前驗(yàn)證程序編制的正確性。另一方面，程序可以?xún)?yōu)化，進(jìn)給速度可以根據(jù)不同的加工路徑自動(dòng)調(diào)整，以始終保持最大的安全進(jìn)給速度。