CK5255型数控双柱立式车床技术性能分析

产品与技术

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./ 0 1 0 0型数控双柱立式车床

技术性能分析2 ) ( 3( 4! 56 (

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武汉重型机床厂技术中心高级工程师海燕

速箱

带动工作台回转结构新颖换档轻便灵活无级调速范围宽且噪声小工作台径向采用== 9ΑΒ/Χ 3Δ 1高精度双列圆柱滚,

,

,

,

,

。

子轴承定心流量。

,

轴向采用预载厦流静压导轨,,%

厚装置和温度保护装置

具有油膜测可根据温度和负载选用合适的设计上考虑了用飞轮作静压断、

Ε

,

机床突然断电时。

电保护

./ 0 1 0 0

数控双柱立式车床是武汉重型机床厂自行,

滑枕移动Φ轴Η进给运动分刀架移动ΦΓ轴ΗΙ两座标轴均采用交流伺服电机为动力由降速齿轮及加有预载的滚珠丝杠传动付驱动之Ι轴采用旋转变压 (<器作半闭环检测 Γ轴采用Κ (< ) 6 光栅尺作全闭环 检测进给系统有每分钟进给量和工作台每转进给量两,,。

,

设计研制的新产品面,

其用户是北京重型电机厂我们对该产品的技术性能进行全面具体的分析一、

。

下

种

。

。

刀架和滑枕的移动导轨采用滚动

、

滑动混合

。

在

导向方向采用滚动导轨

机床结构的设计构思,

保持移动精度稳定可靠在承受主切削力方向采用滑动导轨将进口软带粘贴在溜板一

,

,

本机床为数控双柱立式车床造靠,一

整机采用热对称构,

可在长期连续工作的状态下

。

在各部件的设计上,

,

保持精度稳定可注意尽可能多的使用立车系?

体和刀架体上保持在断续切削时运动平稳横梁导轨采用Δ 0Λ钢淬火精磨制成刀架在横梁上,

,

。

移动时。

列的典型结构,

具体构思如下主传动采用由可控硅供电的立式倒装宽调速直流电机由三角皮带将动力传至两档变速的行星齿轮变学稳定性好,

采用辅助梁来承受刀架重量不致因其重量使横梁导向导轨产生变形保持刀架在横梁上移动的精,

,

,

度为了保持横梁在立柱上移动后的垂直定位精度当横梁未卡紧之前横梁的一狈」缸总是推着横梁紧贴于油,

,

不与工件材料发生化学反应,

,

而不涂层的。

硬质合金在高速下使用时

高温会使刀具材料熔解,

另。

氮化硅陶瓷的表面硬度对陶瓷刀的Ν、 8 2=涂层则是Θ为了防止积屑瘤生成或者便于操作者识别某个刀片是否。

〕

Ρ

一个优点是随着切削温度增高其硬度下降的速率较慢陶瓷刀可适合加工大多数黑色金属包括超级合金

已用过

。

大多数陶瓷刀采用负前角,

,

刃口有负倒棱或经,

但不

过钝化处理的刀刃为它的,

适合加工紫铜黄铜和铝的缺点是较脆和价格略贵,

、

,

因为会形成积屑瘤

。

陶瓷刀

。

但是随着韧性的提高近来也采用较锋利从前的陶瓷刀不能用于超硬合金的精加工因”,

,

,

为了弥补其脆性。

,

一般将刀,

刃作成负倒棱或进行钝化处理,

该公司有两类基本的陶,

瓷刀具材料一类是是氧化铝基的它耐磨但脆主要用于加工淬硬钢有迹象显示这一类陶瓷正在被 .Μ=

钝刃所加工出的表面质量不好留下微观裂缝当零件在高速下使用时它们成为断裂源导致零件的损坏 通常先用陶瓷刀粗加工再用刀刃较锋利的,,,

“

硬质合金刀具精加工

。

取代

。

另一类是氮化硅基的。

,

它硬度较低但韧性好一,

,

适,

Ο <陶瓷介于这两类之间的还有& 7Ν其性能可随成分的变化而改变氧化铝含量多则硬度提

用于加工铸铁,

他对陶瓷刀市场前景的分析是首先是以车代磨工艺的推广对陶瓷刀的需求根据计算磨削的成本是车削的Ν斗倍现有相当一部分淬硬件的磨削加工可以很。

,

,

,

高韧性降低料度高,

氮化硅含量多则相反。

。

他预测 .

Μ=

将取

容易用硬车削来完成、

代一部分陶瓷刀的应用范围。

尤其是用于加工较软的材,

这尚取决于使用者对 .Μ=这种刀具材料的掌握程一些含有Π .晶须的氧化铝陶瓷其韧性有很大提Θ对于陶瓷刀的涂层,

其次是工程材料更新换代带来的机遇传统的灰铸铁软铝不锈钢正在逐渐被韧性铸铁硅铝合金和超硬合金等耐磨性更好,、、

,

节省很多费用

。

。

根据需要

他认为技术上没有问题主要或者用于保护晶须增强陶瓷或者用于提高,

,

,

使刀具寿命降低磨性更好的陶瓷刀具。

的材料所取代

,

,

此时人们就会选用耐赵柄祯编译

Σ甘

Τ吃Τ

Ι期1ΟΟΟ

年0月

产品与技术

!

! # %。 2 ( ( ) !一,

旦旦。

右立柱的同一侧向轨导面上

。

横梁导向导轨的变形。

。

保持刀架在横梁上移动的精度,

横梁导轨和升降丝杠均有防护装置。

Β,

横梁和刀架的滚动导轨,

使得溜板,

、

刀架移动

机床控制系统为法国=ΣΤΝΔΟ系统主轴驱动装Ο置为西门子ΑΥ 7Ι斗系统根据用户要求机床具有两轴,

灵活

精度稳定可靠

。

两联动数控功能

。

机床采用计算机辅助模块化设计助设计和机床模块化设计于一体。

集计算机辅

机床的操作利用地面操纵台上的开关和按钮进行操纵台上有 .Υ 2显示所需的各种信息和数据机床还配有一个用于手动控制的手提操纵盘便于灵活控制移动,。

四Ν

、

技术水平分析,

,

技术性能分析国外著名的数控机床生产企业主要有&& Κ 7Υ一

。

目前一、

?、

德国席士

二

技术性能参数?

?

的多列士沙尔曼Φ 9ΥΥΘ 8[&Φ .ΚΘ[&&Η

Τ 7==Η公司,

公司

Φ公司现已破产该2ΚΘ[、

被多列士兼并Η,

本机床的技术参数基本符合机床系列型谱中的规定+,

Μ法国的贝蒂Φ[Υ

现列表如下项工作台直径径

司ΦΘ[ 2Υ 9 3目

序号1 牛 0

单位位5 5 5 5 5 5

标准值0ΟΟΟ 0 0ΟΟΔΟΟΟΒΟΝ 0 ΩΝ斗 0卫Ω

能先进

,

Η[公司意大利的彼楚卡南契公ΗΘ等这些公司的产品技术性使用功能完备内部结构精巧整机造型美. 7Υ=7∴Κ。,,,

观

,

代表了数控机床的世界先进水平,

最大车削直径径最大加工高度工作台上最大承载重量量工作台速转

吨

程中参考了上述公司的同类产品点为便于将 ./ 0 1 0 0型数控双柱立车的技术性能与上。

本机床在设计过并注意吸取了其优,

。

高速档档低速档

〕Χ 5<Ν++Χ5<

斗ΡΔ 1,

述各国厂家生产的同类型产品作比较生产家厂

现列表如下法国Μ[ΥΚΘ[ΙΙ 2,

?

Ο斗ΟΩ 0Α一ΝΟΑΒΝΑΟ

中国武重./ 0 10 0

Α

工作台最大扭矩矩

Ξ= 5一

德国8 9ΥΥΘ[ΠΠ

德国Π.ΚΘ[ΠΠΠ

意大利利3ΘΘΥ 9[

Ρ

刀架最大切削力Φ刀尖至刀架下

Ξ=

ΑΟΟ

端为 0ΟΟ 5Β +Ο

5

毫米Η5 5 5 5Ι

刀架滑枕行程刀架滑枕断面刀架和滑枕水平和垂直进给

范围

1ΟΟΟ 1牛Ο/

森鹦彭工作直台径

. 2斗0Ο

8ΙΔΟ一

2 8入ΔΟΟΝ

7 30Ο

0 9Ο5Ο5 0Π99

5Δ 0Ο 9

0ΟΟΟ】

0 9ΟΟ 5

0ΟΟΟ 5

1Β9

最大工径加直工度最大加高

0Θ 5 995 扣9

0Ο如5斗ΟΟΟ 5

&Ψ腼ΝΔΟΟ阮

Α侧刃5刀 ΟΟΟ一

5 5Χ 5<

ΟΝ Ω 0ΟΟ刀0Ω

乎9Ο5Ο

5 5Χ

0Ο

重最大载量最大削切刀

ΒΟ仁ΑΟ叭

%Π9

Π9%Α 咖】 9Π9 55 1 09上 5Γ 1Ν9 5

Θ++1

刀架和滑枕水平和垂直快速移动动刀架水平行程

5 5Χ5<5 5 5 5Χ5 5 5】Ν +Ν

ΟΟΟ ΝΟΟΟ

Ρ 0Ξ==

滑枕行程滑面枕截主电率机功率工台范作转速围1Β95

1 9Ο5Ο5义 1牛5 5 9 5 1Β9

19 5 9Ο5火 1Β 9 5 5

Ν Ν斗+0

横梁升降速度

Ψ

ΝΟ

ΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩ

Π9%

Ω 1 9ΟΟ 9 5 5Ο

1Β9+ 5Γ

5 1Β 9

5

一5

火 Ο 9 5 5

横梁升降行程滑枕中心过花盘中心的最大越程刀杆断面尺寸

1 ΡΟΝ0Ο 0Ο一

Ρ0叭

Ρ0Ξ=一Ν09Ξ==Ψ

了叭一⊥ 0Ξ=] 1=

+拟双刀架Η、

<_ 9砍

9Χ+#+ 一牛Χ 5斗Ι

9平Χ

“ 5+

0ΟΧ

5

<

Ω,

9α刀<一翎+Χ序口刀

β+ 5Ψ+

卜。

。Β,Χ。卫一”Χ。

‘,刀

ΝΑ+Ρ

5 55

Γ

0Ο

机床外形尺寸Φ高Ζ宽Ζ长Η

斗ΓΝ 1Γ 0名0

由表中所列各项数据可见 ./ 0 1 0 0型数控立车的技术性能完全达到了国外同类机床的先进水平 1制造精度分析

三

、

技术内容介绍、、、

本机床的设计与制造集中了计算机辅助模块化设计技术计算机有限元技术数控技术静压技术导轨辅助梁技术横梁镶钢导轨的粘接技术等多学科知、、

数控机床是现代化工业生产所必备的技术条件和物质基础作为工作母机它的精度不仅是衡量其使用,,

功能的重要指标./ 0 10

也是其工作可靠性的必要保证 0型数控立车完工后在武重厂内曾多次检测,,,

,

。

,

识

,

具体介绍如下Ν工作台底座、

?

用户北京重型电机厂也进行了极为严格的现场审核、

结

横梁等大件采用计算机有限元,。

进行静刚度分析 1工作台采用预载恒流静压导轨承重量大 油膜侧厚装置利用油压的变化来反映油膜厚度的变化Δ,

。

果证明该产品的几何精度和工作精度标准的要求平均精度储备在钧χ以上,

?

,

全部达到国家特别是工作台,,

独具优点底座主轴部位的结构,

。

,

既考虑了热变形

。

,

又给

精度储备高χ用德国席士公司的企业标准来检测平均精度储备为 1 0χ工作台端面跳动和径向跳动的精度储备达到Δ 1Βχ由此可见这台机床与国外同类机床相比毫达ΒΟ。

的端面跳动和径向跳动实测均为Ο ! 5 5+,

,

,

静压导轨加预载保证了工作台的高精度 0工作台静压导轨使用的大流量多点齿轮分油器

不逊色为衡量 ./

。

供油系统Φ多头泵Η是武重厂自己的成熟技术Α横梁镶钢导轨的粘接技术保证了溜板刀架的,。、

数据

、

数控立车的技术水平现将其实测国家标准及德国席士公司的企业标准列表如下,

0 10 0

,

以供比较

?

移动精度Ρ

。

辅助梁技术采用辅助梁承受刀架的重量Ι

,

减小

Φ下转第ΒΝ页Η

Σ甘

Τ[Τ

期1ΟΟΟ年 0月

Ω一δδδδδδ一一δδ一一一一

产品与技术

!

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2 ! )

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竺旦

加工精度

。

电机本身移动行程而用直线电机系统的机床距离由线性标尺测量并直接把信息立即传给电机。

,

,

衅侧

钾湘<令

#Ξφ说这种简单机构提供了及时跟踪和快速应答在较高速度的情况下能保证更高更一致的精度ε#

二

6

,

,

。

7

Τ

定位

,

机床采用玻璃标尺这很接近于编程要求。

0>

,

标尺装在立柱上用以

徐树滋译

线性粉

图

[8

Τ机床采用直线电机,

,

不用滚珠丝杠、

息传给电机

确保在高速度下实现持续

运动控制器直接将信快速精确响应

,

Φ上接第Ρ页Η 枪测项目目工作台的平面度面工作合的面跳面端动工作台的径向动面跳动 /袋0 0实测数如叫据ΟΟ ΑΦΗ凹ΟΟΝ

国家准Φ浏标 5ΟΟΡ一

叫德席公企业标准如国士司

的世界先进水平五Ν、

。

ΦΗ凹Η

凹的0ΦΗ9ΟΝΡ 0,

9Ο0 0ΟΟ0

发展前景,,

Ο乃王

Ο刀ΝΡ 0

横直动工作台梁垂移对旋转线平行度轴的刀了垂直架移动工作台〕对的平行度

正向

ΟΟ 10ΧΝΟΟΟ

9刀斗ΝΟΟΟΧΟΟΟ 10八ΟΟΟ9刀1八ΟΟΟ

ΟΟ 八阳ΟΟΟ1ΧΝΟΟΟΟΟ1ΧγΟΟΟ

从技术角度分析。,、

侧向

ΟΟ]0八ΟΟΟ

Ο !+ΜΧΝΟΟΟ

刀滑移动垂直架枕对工

作台轴线行度旋转的平

盂窖

Ο刀Ν0ΧΝΟΟΟ9刀Ν0ΧΝΟΟΟ

Ο刀斗ΟΟΟ八Ο

Ο刀 ΧΝΟΟΟΟ

9乃1八ΟΟΟΟ

ΟΟ1ΧΝΟΟΟ

.

遵行可靠性分析 0/Π之 0数控立车在研制过程中,,

,

经历了国家标准,

规定的各项试验验收做一次Η

且均做现将主要试验项目介绍如下Χ 5!%

了两次Φ本厂做一次?

用户预

Η+Φ负荷实验?工作台转速为Θ 9相等的试料Φ应为Β Ο 5< 。

<时,

承受与机床最大载重量实际重量达 !%Η运行?

,

工作台为最高转速时?Η 1Φ重切试验在工作台转速为

,

%承受 Ο试料,

,

运行Α 5<Ο ,

。

0ΑΧ 5<

切削深度为1 0 5 5

走

刀量为

分别切削试料的端面和外圆均整机连续空运转试验?确定加工程序作连续空运转自动循环ΝΑ )全部试验完成后复检各项精度结果精度变化相当小这说明本机床的运行可靠性良好故障率低因此 ./ 0 1 0 0数控双柱立式车床确实在技术性能制造精度和运行可靠性等方面完全达到了同类机床。。,

Ν 15

5Χ。<

时

,

。

数控机床的技术性能日趋完善设计水平日益提高就数控立车而言多功能的铣车床自动换刀的加工中心柔性加工单元是其发展方向 / 0 1 0 0型数控立车作为基型产品我们在设计工作中力求做到结构典型化部件模块化零件通用化这样既可缩短制造周期降低成本又为其今后的?进一步完善使用功能留下了较大的发展空间如工作台加分度装置刀架带铣削主轴及驱动电机便成为多功能铣车床 如加上自动刀库及换刀机构即可成为加工中心一可见本机床的技术性能和具体构造可根据不同用户的具体要求利用积木式组件生产完成完全符合数控机床模块化的发展趋势 1从市场角度分析目前国内机床市场的潜在需求相当大而这种规格和技术水平的数控立车适用范围相当广泛但国产机床尤其是大中型的数控机床在国内机床市场的占有份额却相当低 ./ 0 1 0 0型数控立车的验收结果充分说?明以我们自己的技术实力完全有能力研制出质量可与进口名牌媲美价格低于进口品牌的质优价廉的数控目前,。,,、

、

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

。

,

,

,

。

。

,

,

,

。

,

机床产品这对于提高国产数控机床在市场竞争中的地位和市场占有率进而使国产品牌数控机床走向国际市场

具有不可低估的重大意义口,

。

,

。

、

Σ甘爪[门

Τ

Ι期 1ΟΟη年0月

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fpr1.html