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伯特利數(shù)控 加工中心 鉆攻中心

前言：

1前言

數(shù)控技術(shù)通過(guò)提高生產(chǎn)過(guò)程的科學(xué)性和智能性給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)深刻變化，改變了*制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)格局，推動(dòng)制造業(yè)的優(yōu)化和發(fā)展，隨著數(shù)控應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)展，為滿足用戶的生產(chǎn)需求，具有高速髙效，高柔性、高生產(chǎn)率、多功能的高速數(shù)控技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為現(xiàn)代*數(shù)控技術(shù)基本發(fā)展趨勢(shì)，使數(shù)控技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展階段。

2高速加工工藝的發(fā)展

高速切削（HSM或HSC)技術(shù)在上個(gè)世紀(jì)30年代己經(jīng)被提出，由于技術(shù)條件限制，直到20世紀(jì)90年代，該技術(shù)才逐漸應(yīng)用與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中。在20世紀(jì)70年代后，在顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使下，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)高速加工技術(shù)的逐步重視，高速切削技術(shù)及相關(guān)技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。目前國(guó)外的高速加工中心生產(chǎn)技術(shù)已基本成熟，我國(guó)高速加工中心研究工作雖然起步較晚，但是已經(jīng)取得了顯著成果，如北京第一加工中心廠研制的VRA400立式加工中心，主軸高轉(zhuǎn)速達(dá)到20000r/min，快速進(jìn)給45m/min,換刀時(shí)間達(dá)到3.4s，己經(jīng)達(dá)到*行列。

3高速數(shù)控的關(guān)鍵技術(shù)

髙速數(shù)控技術(shù)是多種技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，髙速數(shù)控加工中心技術(shù)包括：高速主軸及其控制系統(tǒng)，具有快速響應(yīng)功能的伺服進(jìn)給系統(tǒng)，適用于髙速切削狀態(tài)的精簡(jiǎn)CNC控制系統(tǒng)和特殊加工中心機(jī)械結(jié)構(gòu)等技術(shù)。高速加工加工中心不僅要求主軸具有較高的轉(zhuǎn)速，同時(shí)也需較髙的進(jìn)給速度和進(jìn)給加速度與主軸配合，以保證加工產(chǎn)品的高精度。

3. 1高速電主軸技術(shù)

高速加工中心主軸是高速加工中心中重要的核心部件，它的性能直接決定了髙速加工髙精度曲面的加工質(zhì)量及主軸的壽命和主軸負(fù)載容量，高速電主軸（HSES)或復(fù)合電主軸一般采用電機(jī)和主軸一體化設(shè)計(jì)，即將電機(jī)的轉(zhuǎn)子直接設(shè)計(jì)為加工中心的主軸，主軸單元的殼體設(shè)計(jì)為電機(jī)座，實(shí)現(xiàn)電機(jī)與加工中心主軸“零傳動(dòng)”設(shè)計(jì)理念。采用輕結(jié)構(gòu)、良好的動(dòng)平衡，高強(qiáng)度剛度和較好的熱控制是電主軸設(shè)計(jì)的核心。

超高速軸承技術(shù)是髙速電主軸的核心部件，目前超髙速軸承主要采用滾動(dòng)軸承，氣浮軸承，液體靜*承，和磁懸浮軸承幾種形式。若采用滾動(dòng)軸承形式，存在軸承間摩擦，影響主軸轉(zhuǎn)速，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)軸承磨損現(xiàn)象，直接導(dǎo)致主軸精度，因而須采取液壓補(bǔ)償系統(tǒng)對(duì)軸承實(shí)施預(yù)加載荷自動(dòng)補(bǔ)償，通過(guò)主軸內(nèi)動(dòng)平衡單元對(duì)高速主軸運(yùn)動(dòng)特性的檢測(cè)，對(duì)其變化曲線調(diào)節(jié)預(yù)加載荷的大小，并通過(guò)調(diào)節(jié)后軸承的位置保持預(yù)加載荷的值。非接觸式軸承主要有流體軸承和磁懸浮軸承兩種形式，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，主軸只與流體或空氣接觸，大大減小了軸承間摩擦阻力。由于主軸與流體或空氣摩擦系數(shù)很小，因而主軸便可擁有較高轉(zhuǎn)速-但這種軸承也有其自身缺點(diǎn)，如軸承承載能力較低，適用于工件形狀要求較高，所需承載能力不大的場(chǎng)合。

3.2高速加工進(jìn)給技術(shù)

高速加工進(jìn)給系統(tǒng)也是高速加工加工中心重要組成部分，高速機(jī)床既要求進(jìn)給系統(tǒng)有高速度，又要求在瞬時(shí)達(dá)到高速，瞬時(shí)準(zhǔn)停，還需進(jìn)給系統(tǒng)具有大的加減速度及定位精度。電主軸的高轉(zhuǎn)速需高速加工進(jìn)給技術(shù)配合完成加工制造過(guò)程，否則高速加工過(guò)程中主軸無(wú)法展現(xiàn)高速加工優(yōu)勢(shì)，也將降低了加工效率。

目前廣泛使用的進(jìn)給方法有兩種：一是采用回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)通過(guò)帶動(dòng)滾珠絲杠的間接傳動(dòng)方式，可通過(guò)提高進(jìn)給伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，同時(shí)加滾珠絲杠副導(dǎo)程的方法提高進(jìn)給速度，使其滿足要求。二是采用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方式，將電機(jī)到滾珠絲杠副之間的中間環(huán)節(jié)省去，有效縮短加工中心進(jìn)給傳動(dòng)長(zhǎng)度，此傳動(dòng)方式稱為“直接驅(qū)動(dòng)”或“零傳動(dòng)”。

3-3高速加工對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的要求

高速加工技術(shù)要求其控制系統(tǒng)具有快速高效的數(shù)據(jù)處理能力和較高的功能化特性，以保證高速切削高精度復(fù)雜曲面具有良好的加工特性。

高速加工技術(shù)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)具有以下要求：

(1) 高速加工中心須選擇具有高速傳輸?shù)男畔魉头绞剑哂休^高處理能力的CPU組件，具有預(yù)讀單節(jié)及NURBS功能的系統(tǒng)控制器。

(2) 系統(tǒng)具有超前路徑加減速優(yōu)化的預(yù)處理能力。高速切削過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)需超前將待執(zhí)行動(dòng)作進(jìn)行預(yù)處理，并通過(guò)程序預(yù)處理緩沖區(qū)內(nèi)容，通過(guò)速度之間對(duì)比，對(duì)當(dāng)前進(jìn)給速度及切削速度進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，是整機(jī)在高速切削過(guò)程中保證加工精度。

(3) 高速加工技術(shù)要求數(shù)控系統(tǒng)對(duì)高速采樣截尾誤差需有精確測(cè)評(píng)，且具有高速采樣插補(bǔ)功能，以保證數(shù)控系統(tǒng)在高速切削過(guò)程中系統(tǒng)的平穩(wěn)性及高精度加工特性。對(duì)誤差準(zhǔn)確評(píng)估及插補(bǔ)功能是對(duì)加工質(zhì)量的有效保證，至關(guān)重要。

4高速數(shù)控技術(shù)在*制造技術(shù)中的應(yīng)用與展望

目前，高速加工技術(shù)在制造業(yè)得以廣泛應(yīng)用，其主要原因是超高速加工切削變形小，高精高效，工件表面質(zhì)量好等優(yōu)勢(shì)，高速加工的應(yīng)用場(chǎng)合主要包括：大批生產(chǎn)領(lǐng)域：如汽車工業(yè)；難加工材料領(lǐng)域：如飛機(jī)制造工業(yè);模具刀具工業(yè)領(lǐng)域；超精密微細(xì)切削加工領(lǐng)域：如光學(xué)和精密儀器加工等。

髙速加工技術(shù)雖然已經(jīng)有很髙提升，但隨著各項(xiàng)技術(shù)的不斷更新和技術(shù)難題的不斷攻克，高速加工技術(shù)也將迎來(lái)新的發(fā)展階段。

(1) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)成熟，將給髙速數(shù)控?cái)?shù)控產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的生機(jī)。積極運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的新成果開(kāi)發(fā)高速數(shù)控技術(shù)新產(chǎn)品，不斷滿足市場(chǎng)需求。

(2) 完善高速加工中心的驅(qū)動(dòng)和控制等技術(shù)，開(kāi)發(fā)快速髙效新系統(tǒng)及實(shí)用的編程軟件，以滿足生產(chǎn)過(guò)程的需要。

(3) 提高高速數(shù)控加工中心的自我保護(hù)，自我檢測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控等技術(shù)的應(yīng)用，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，簡(jiǎn)化數(shù)控加工中心檢修流程，提髙生產(chǎn)

效率。