一、數(shù)控走心機的名稱定義
數(shù)控走心機,全稱走心式數(shù)控車床,簡稱走心機,學名定義:主軸移動式數(shù)控車床。在國際市場稱瑞士精密自動車床,在中國市場又稱縱切式數(shù)控車床,因數(shù)控走心機標準配置都帶有側(cè)面動力頭又稱走心式車銑復(fù)合車床。
二、走心機的原理
1、數(shù)控走心機與數(shù)控車床的區(qū)別
數(shù)控走心機屬于數(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,產(chǎn)品單次夾持位不動,通過主軸的旋轉(zhuǎn)及刀具移動對產(chǎn)品進行加工;而走心機則是刀具在固定的位置,通過主軸的移動、旋轉(zhuǎn)對產(chǎn)品進行加工,支持多次送料。
因此相比于走刀式的機床,走心機車削時,棒料軸向進給通過中心導(dǎo)套,刀具切削點緊靠導(dǎo)套口端,剛性好,祛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,加工細長軸類零件有優(yōu)勢。
但走心機正常情況下只支持長棒料批量加工;不能像走刀機一樣,可短料單件加工。同時因為棒料需要通過整個主軸及夾頭、導(dǎo)套,走心機對原材料的直線度、橢圓度要求也較高。
2、走心機有導(dǎo)套模式與無導(dǎo)套模式的區(qū)別
因走心機采用長棒料加工,在整根材料的末端需要留有余量給予夾具夾持的空間,因此走心機加工存在尾料浪費的弊端。
走心機具備有導(dǎo)套(走心)與無導(dǎo)套(走刀)兩種切削模式,
三、走心機加工區(qū)域的結(jié)構(gòu)
走心機主要加工區(qū)域的結(jié)構(gòu)由主軸(副主軸)及刀架構(gòu)成。
1、主軸:具備Z1軸方向移動及C1軸任意分度旋轉(zhuǎn)及定位,支持多次送料;
2、副主軸:具備Z2、X2軸方向移動及C1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,加工過程中使用獨立的控制通道,與主軸互補干預(yù),實現(xiàn)兩個主軸同時加工,縮短產(chǎn)品的整體加工效率。
3、刀架:
①、車刀:位于主軸刀架,可實現(xiàn)車槽、車外徑、車螺紋、切斷等工藝。
②、側(cè)面動力頭:位于主軸刀架可對產(chǎn)品進行鉆孔、攻絲、鋸槽、銑扁、銑槽等工藝加工,部分機型支持拔插拓展功能,可加裝端面動力頭、旋風銑、角度動力頭等機構(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),可對產(chǎn)品進行鉆孔、攻絲、鏜孔等工藝要求。
?、?、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,對產(chǎn)品可進行鉆孔、攻絲、鋸槽、銑扁、銑槽等工藝加工,所有系列機型都支持拔插拓展功能。
四、走心機型號
走心機的型號命名一般由設(shè)備大的加工直徑、主軸數(shù)量及移動軸數(shù)作為參考命名。
1、加工直徑范圍:
因走心機加工使用的是長棒料作為原材料,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。
目前中國國產(chǎn)走心機的加工max大直徑型號為16、20、25/26、32mm。
2、移動軸以及主軸數(shù)量:
常規(guī)走心機根據(jù)主軸數(shù)量分為單主軸數(shù)控走心機及雙主軸數(shù)控走心機。
單主軸走心機由主軸的Z軸、以及刀架的X、Y軸構(gòu)成,因此又稱為三軸走心機,由一個系統(tǒng)通道控制。
雙主軸走心機除了具備單主軸走心機的X、Y、Z移動軸外,再增加了一個副主軸。由兩個或者兩個以上獨立的系統(tǒng)通道控制。
在加工能力上,單主軸走心機只能完成產(chǎn)品5個面的工藝,切斷面無法進行加工,而且在切斷產(chǎn)品的時候,受產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)時候的離心率以及產(chǎn)品的自重的影響下,在切斷刀過產(chǎn)品中心點之前,產(chǎn)品已經(jīng)自行折斷,因此會存在尾釘、毛刺,對產(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行第六個面的加工。同時副主軸因為是獨立的通道,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產(chǎn)品,副主軸在同一時間運行進行第六個面的加工,兩邊同時運行,大大縮短了整體加工的效率。
目前中國國產(chǎn)常規(guī)走心機高為六個移動軸。2014年由南京建克機械自主研發(fā)發(fā)明了高支持支持九個移動軸的九軸數(shù)控走心機,由三個獨立通道控制,并獲得了發(fā)明專利,代表中國走心機高水平。
各個走心機生產(chǎn)廠家對走心機的常規(guī)命名格式為(大加工直徑)-(移動軸數(shù))
因此以大加工直徑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
走心機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
優(yōu)勢:因刀具平均分布于兩側(cè),刀具之間的切換行程短,針對于用刀數(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:刀具由側(cè)面切入,對難斷屑的材料(例如鋁)容易造成屑末纏刀,導(dǎo)致設(shè)備報警停止加工。
刀具排列緊密,無法使用拔插拓展功能。
上排刀
優(yōu)勢: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,動力頭之間的排距比較充裕,支持各種拔插拓展功能。
缺點:因刀具都在刀架的上方,導(dǎo)致刀具行程較長,與側(cè)排刀結(jié)構(gòu)相比較,在頻繁切換刀具的情況下,所花的時間略微增加。
六、走心機的應(yīng)用領(lǐng)域
根據(jù)走心機可同時一次完成車﹑銑﹑鉆﹑鏜﹑攻、雕刻等復(fù)合加工的特性,走心機主要應(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、軸類異型非標件的批量加工。
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