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什么是数控走心机

2017-12-06  浏览:5939次
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认识数控走心机

一、数控走心机的名称定义

数控走心机,全称走心式数控车床,简称走心机,学名定义:主轴移动式数控车床。在国际市场称瑞士精密自动车床,在中国市场又称纵切式数控车床,因数控走心机标准配置都带有侧面动力头又称走心式车铣复合车床。

二、走心机的原理

1、数控走心机与数控车床的区别

数控走心机属于数控车床的其中一种设备。

传统的数控车床以走刀模式为主,称为走刀机,产品单次夹持位不动,通过主轴的旋转及刀具移动对产品进行加工;而走心机则是刀具在固定的位置,通过主轴的移动、旋转对产品进行加工,支持多次送料。


因此相比于走刀式的机床,走心机车削时,棒料轴向进给通过中心导套,刀具切削点紧靠导套口端,刚性好,消除了棒料在刀具切削压力作用下的变形,保证了零件的精度,加工细长轴类零件有绝对性的优势。

但走心机正常情况下只支持长棒料批量加工;不能像走刀机一样,可短料单件加工。同时因为棒料需要通过整个主轴及夹头、导套,走心机对原材料的直线度、椭圆度要求也较高。

2、走心机有导套模式与无导套模式的区别

因走心机采用长棒料加工,在整根材料的末端需要留有余量给予夹具夹持的空间,因此走心机加工存在尾料浪费的弊端。

走心机具备有导套(走心)与无导套(走刀)两种切削模式,

   

三、走心机加工区域的结构

走心机主要加工区域的结构由主轴(副主轴)及刀架构成。


1、主轴:具备Z1轴方向移动及C1轴任意分度旋转及定位,支持多次送料;

2、副主轴:具备Z2X2轴方向移动及C1轴任意分度旋转及定位,辅助主轴加工、接料,以及在副轴对应的刀架上完成产品的后续工序,加工过程中使用独立的控制通道,与主轴互补干预,实现两个主轴同时加工,缩短产品的整体加工效率。

3、刀架:

①、车刀:位于主轴刀架,可实现车槽、车外径、车螺纹、切断等工艺。

②、侧面动力头:位于主轴刀架可对产品进行钻孔、攻丝、锯槽、铣扁、铣槽等工艺加工,部分机型支持拔插拓展功能,可加装端面动力头、旋风铣、角度动力头等机构,完成更复杂工艺要求。

③、端面固定座:位于主轴刀架端面,以产品中心为圆心,配合主轴C轴旋转,可对产品进行钻孔、攻丝、镗孔等工艺要求。

④、副轴端面固定座:位于副轴刀架,通过与副轴的XZ轴以及C轴配合,对产品可进行钻孔、攻丝、锯槽、铣扁、铣槽等工艺加工,所有系列机型都支持拔插拓展功能。

四、走心机型号

走心机的型号命名一般由设备最大的加工直径、主轴数量及移动轴数作为参考命名。

1、加工直径范围:

因走心机加工使用的是长棒料作为原材料,而且原材料要通过主轴,为了使加工精度更加稳定,所以走心机根据不同直径材料的离心率、主轴功率、主轴转速等因素来确定加工范围。

目前中国国产走心机的加工最大直径型号为162025/2632mm

2、移动轴以及主轴数量:

常规走心机根据主轴数量分为单主轴数控走心机及双主轴数控走心机。

单主轴走心机由主轴的Z轴、以及刀架的XY轴构成,因此又称为三轴走心机,由一个系统通道控制。    

 

           单主轴走心机结构                      双主轴走心机结构

双主轴走心机除了具备单主轴走心机的XYZ移动轴外,再增加了一个副主轴。由两个或者两个以上独立的系统通道控制。

在加工能力上,单主轴走心机只能完成产品5个面的工艺,切断面无法进行加工,而且在切断产品的时候,受产品旋转时候的离心率以及产品的自重的影响下,在切断刀过产品中心点之前,产品已经自行折断,因此会存在尾钉、毛刺,对产品要求较高的则需要二次处理去毛刺,该弊端无法避免。

而双主轴走心机在单主轴完成工艺的基础上,由副主轴接过主轴的产品,在副主轴的刀架上进行第六个面的加工。同时副主轴因为是独立的通道,在副主轴接到主轴的产品之后,主轴立刻开始加工下一个产品,副主轴在同一时间运行进行第六个面的加工,两边同时运行,大大缩短了整体加工的效率。

目前中国国产常规走心机最高为六个移动轴。2014年由南京建克机械自主研发发明了最高支持支持九个移动轴的九轴数控走心机,由三个独立通道控制,并获得了发明专利,代表中国走心机最高水平。

 

九轴走心机详细介绍请点击链接

各个走心机生产厂家对走心机的常规命名格式为(最大加工直径)-(移动轴数)

因此以最大加工直径20mm为例,单主轴命名为20-3,双主轴则命名为20-420-5等等。

五、刀架排刀结构及优缺势

走心机刀架排布以车刀切入方向分为侧排刀结构和上排刀结构。

 

          侧排刀刀架结构                    横排刀刀架结构

侧排刀

优势:因刀具平均分布于两侧,刀具之间的切换行程短,针对于用刀数量多、频繁切换刀具的产品,加工效率有略微的节省。

缺点:刀具由侧面切入,对难断屑的材料(例如铝)容易造成屑末缠刀,导致设备报警停止加工。

      刀具排列紧密,无法使用拔插拓展功能。

上排刀

优势:刀具由上方切入,与侧排刀结构相比较,更容易排屑。

      刀具一字排开,动力头之间的排距比较充裕,支持各种拔插拓展功能。

缺点:因刀具都在刀架的上方,导致刀具行程较长,与侧排刀结构相比较,在频繁切换刀具的情况下,所花的时间略微增加。

六、走心机的应用领域

根据走心机可同时一次完成车﹑铣﹑钻﹑镗﹑攻、雕刻等复合加工的特性,走心机主要应用于医疗、军工、汽配、五金、电子、钟表、通信等行业的精密五金、轴类异型非标件的批量加工。

示范样件: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

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