
高速加工中心電主軸:
高速電主軸是高速加工中心的核心部件。在模具自由曲面和復(fù)雜輪廓的加工中,常常采用2~12mm較小直徑的立銑刀,而在加工銅或石墨材料的電火花加工用的電極時,要求很高的切削速度,因此,電主軸必須具有很高的轉(zhuǎn)速。目前,加工中心的主軸轉(zhuǎn)速大多在18000~42000r/min,瑞士Mikro的高速加工中心XSM400U/XSM600U其主軸轉(zhuǎn)速已達54000r/min。而對于模具的微細(xì)銑削(銑刀直徑一般采用0.1~2mm),則需要更高的轉(zhuǎn)速。為保證高速電主軸工作的穩(wěn)定性,在主軸上裝有用來測量溫度、位移和振動的傳感器,以便對電機、軸承和主軸的溫升、軸向位移和振動進行監(jiān)控。由此為高速加工中心的數(shù)控系統(tǒng)提供修正數(shù)據(jù),以修改主軸轉(zhuǎn)速和進給速度,對加工參數(shù)進行優(yōu)化。當(dāng)主軸產(chǎn)生軸向位移,則可通過零點修正或軌跡修正來進行補償。
高速加工中心直線電機:
目前,模具加工用的高速加工中心或銑床上多數(shù)還是采用伺服電機和滾珠絲杠來驅(qū)動直線坐標(biāo)軸,但部分加工中心已采用直線電機,例如德國Röders公司的RXP500DS/RXP800DS型高速銑床和德吉馬公司的DMC75Vlinear型高速加工中心(其軸加速度達2g和快速行程速度達90m/min)。由于這種直線驅(qū)動免去了將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動的傳動元件,從而可顯著提高軸的動態(tài)性能、移動速度和加工精度。采用直線電機驅(qū)動的機床可顯著提高生產(chǎn)率。
高速加工中心數(shù)控控制系統(tǒng):
CNC控制系統(tǒng)是高速加工中心的重要組成部分,它在很大程度上決定著機床加工的速度、精度和表面質(zhì)量。因此,對于加工模具自由曲面的高速機床,數(shù)控系統(tǒng)的性能具有特別重要的意義。加工高精度自由曲面時,由微段直線和圓弧構(gòu)成的刀具軌跡造成龐大的零件程序,這些數(shù)據(jù)流需要由機床控制系統(tǒng)來儲存和處理,因此,程序段處理時間的長短是決定CNC控制系統(tǒng)工作效率的重要指標(biāo)。目前,高檔CNC控制系統(tǒng)的程序段處理時間一般可達0.5ms(如海德漢的iTNC530數(shù)控系統(tǒng)),而個別數(shù)控系統(tǒng)的程序段處理時間已縮短到0.2~0.4ms。應(yīng)用于模具高速加工的現(xiàn)代CNC數(shù)控系統(tǒng),除了具有為確保高速進給速度所必要的很短程序處理時間外,還應(yīng)具有Nurbs和樣條插補功能,并能以納米的分辨率進行工作,以便在高速加工的情況下獲得高的加工精度和表面質(zhì)量。