回转体类零件的复合加工机床技术

发布日期:2012-10-26    兰生客服中心    浏览:4536

  车削中心的发展有相当一部分回转体类零件(有人估计占1/2左右),除了车削外,还需要进行铣削、钻孔、攻丝等操作,加上回转体件每道工序的加工时间相对较短,因此迫切需要在一台机床上一次装夹下对回转体件进行多工序复合加工,从而终於在上世纪70年代开发出车削中心。

  与普通数控车床相比,车削中心的转塔刀架上装有可使铣刀、钻头、丝锥旋转的动力刀具,同时机床主轴上还具有可按数控程序精确分度和与X轴或(和)Z轴进行插补联动的C轴功能。这种能在一次装夹下对回转体件进行车、铣、钻、镗、攻丝的3轴(X、Z、C)控制车削中心,迄今仍是工业生产中用得最多的回转体件复合加工机床。

  其后,车削中心又进一步向扩大加工工艺范围方向发展,为了钻削或铣削偏离回转体件中心线的孔或槽,又开发出带Y轴控制的转塔刀架,并相应推出了4轴(X、Y、Z、C)控制的车削中心。不过,单主轴车削中心无论怎样扩大工艺范围,仍无法解决回转体件在一次装夹下的背面二次加工(即工件夹持端的加工)问题,因而在上世纪80年代又出现了双主轴车削中心。这种机床的两根主轴大多是在同一轴线上对置排列,以便在加工完回转体件的主要一端后,由第二主轴将工件从主轴上自动摘取过来以加工夹持端。

  由于夹持端的加工任务一般都相对简单一些,故第二主轴通常称为副主轴,其功率也相对小一点。双主轴车削中心可以配一个刀架,但大多是两个刀架,以利于提高加工效率和更充分发挥机床设备的潜能。该机在床身上方的同一轴线上,配备有相互对置的主轴(18.65kW)和副主轴(11kW),两主轴的转速均为0~4000r/min,并都可以有C轴控制,副主轴还可沿轴线方向运动以摘取在主轴上加工完一端的工件。在主轴的上方和副主轴的下方各配有一个10刀位的转塔刀架,转塔刀架上每个刀位均可配备功率为3.7kW、转速为80~8000r/min的动力刀具,上刀架为3轴(X1、Y1、Z1)控制,下刀架为2轴(X2、Z2)控制。车铣中心的兴起从车削中心基础上发展起来,90年代后期开始成为热点的5轴控制(X、Y、Z、B、C)车铣中心,则不仅进一步增加了B轴控制(使刀架绕Y轴转动),以钻斜孔和铣斜面,并且不采用车削中心传统的转塔刀架型式,而代之以高转速和更大功率的电主轴刀架。

  由于刀架上这根电主轴每次只能装1把刀具(车削时电主轴被锁住,不转动),故也要像加工中心那样配备自动换刀机构和刀库。这种机床的铣、钻能力相当於1台小型乃至中型加工中心,其实质是把数控车床和加工中心融为一体,故命名为车铣中心。

  车铣中心工作台回转速度高于原来的加工中心,同时机床的(电)主轴还要能被锁住而且可以装上车削刀具,德国DMG公司新近开发的车铣中心DMU80FD便属於这一类型。DMU80FD的结构与该公司DMUP系列加工中心完全相同,而且具有P系列加工中心的5轴和5面高速铣削等全部加工功能,该机工作台采用了直接驱动技术,最高转速为500r/min,同时机床主轴的最高转速也达2000r/min,因此工件在这种机床上一次装夹後便可高效率地实现5面和5轴加工以及从铣、钻、镗、攻丝到车削的复合加工。