车铣复合.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,湖南大学工程训练中心,数控加工技术部分实习,欢迎参加,车铣复合加工中心 实 习,目 录,一、,实 习 要 求,二、,实 习 流 程,三、,理 论 讲 解,四、,作 品 观 赏,一、车铣复合加工中心实习的目的,了解复合加工中心在现代制造领域中的地位与重要性；,初步了解车铣复合加工中心的结构、原理及特点；,了解复合加工中心的发展方向。,1、回顾普通车床数控车床加工中心的结构；,2、数控机床的发展；,3、,LGMazak,车铣复合加工中心结构讲解；,4、复合加工中心的介绍；,5,、复合加工的发展方向；,6,、车铣复合加工中心现场讲解指导；,7,、,车铣复合加工中心零件的加工演示；,二、车铣复合加工中心实习的流程,普通车床与数控车床,1:VVVF,是,Variable Voltage and Variable Frequency,的缩写，意为改变电压和改变频率，也就是人们所说的变压变频。,2:CVCF,是,Constant Voltage and Constant Frequency,的缩写，意为恒电压、恒频率，也就是人们所说的恒压恒频。,变频器的定义,变频器的介绍,变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交,直,交方式（,VVVF,变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制四个部分组成。,伺服电机的介绍,伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的,U/V/W,三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）,数控的定义,1.,数字控制,（,Numerical,Control,NC,）,是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工 、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。,2.,数控技术（,Numerical,Control,Technology,）,采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。,3.,数控机床（,NumericalControlMachineTools,）,是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机 床。它数控技术典型应用的例子。,4.,数控系统（,Numerical,Control,System,）,实现数字控制的装置。,5.,计算机数控系统（,Computer,Numerical,Control,CNC,）,以计算机为核心的数控系统。,加工中心,加工中心加工实例,1,加工中心加工实例,2,万向节,车铣复合加工中心,铣刀,刀塔,1.,刀塔采用伺服电机分度。,2.,牙盘定位。,3.,液压夹紧。,刀塔,刀塔分度速度快、寿命长、刚性好。卡紧力达到,7000kgf,此技术为,MAZAK,专利。,电主轴介绍,电主轴是“,高频主轴,”（,High Frequency Spindle,）的简称，有时也称作“,直接传动主轴,”（,Direct Drive Spindle,），是内装式电机主轴单元。,电主轴由无外壳电机、主轴、轴承、主轴单元壳体、驱动模块和冷却装置等组成。电机的转子采用压配方法与主轴做成一体，主轴则由前后轴承支承。电机的定子通过冷却套安装于主轴单元的壳体中。,电主轴的结构,1.,保证主轴高速（,5000r/min,）稳定转动。,2.,能精确分度（精度达,1/1000,度）。,3.,大功率电主轴提供了更高的生产效率。,电主轴立体图,4.,由于主轴整体缩短，挠曲降低，提高了刚性。平衡性好，加工精度高。,智能尾架,1.,单层结构，刚性高。,2.,采用带制动伺服电机驱动。,3.,定位准确，定位周期短，推力自适应控制。适应重切削和精加工。,智能尾架,4.,尾架位置和推力的调整,1,分钟之内即可完成。长短工件任意设定。,5.,种类可以根据加工工件的长短选择。,6.,免维护。,车铣复合加工中心的机械传动,1.,预拉伸设计的滚珠丝杠为高精度加工提供了很好的保障。,2.X,轴和,Z,轴的快速运动分别为,30m/min,和,33m/min,测刀器,Mazatrol Fusion 640,数控系统智能化功能,1.,会话式编程方式,Mazatrol Fusion 640,数控系统智能化功能,2.3D,实体刀具路径检查,通过三维实体刀具路径检查可以对加工过程的细节进行验证，程序的确认变得简单化。因此可以使试切时间大幅度降低。,Mazatrol Fusion 640,数控系统智能化功能,3.,加工向导,通过对每把刀具加工负载和加工时间的模拟，能迅速判断出可以缩短哪把刀具的加工时间可对该刀具加工时间缩短的方案提出建议。,LGMazak,将提供经过验证的最新刀具信息实时的显示加工中主轴转速、负载和进给轴负载。,图示每把刀具的加工实绩（加工时间，切削条件，主轴负荷等）为提高生产效率提供有力的依据。,车铣复合加工中心的优点,车铣复合加工中心既可完成车削的多种工序，又能完成铣、钻、镗、攻丝等工艺的多种工序，好似把一台数控车床和一台中小型加工中心复合在一起。,体现了工件在一次装卡中完成大部分或全部加工工序，从而达到减少机床和夹具，免去工序间的搬运和储存，提高工件加工精度，缩短加工周期和节约作业面积的目的。,两轴线零件,复合加工中心的种类,1.,以车削为基础的复合加工机床,2.,以铣削为基础的复合加工机床,3.,其它复合加工机床,1.,车削中心,以普通数控车床为基础，配以一个或多个具有多刀位的转塔刀架发展而成，加工对象主要是轴类和盘套类等回转体零件。车削中心的转塔刀架上，除了装有车削刀具外，还能装上铣刀、钻头和丝锥等旋转的动力刀具，而且机床主轴具有数控精确分度的,C,轴功能和,C,与,Z,轴或和,C,与,X,轴联动的功能。,无法解决回转体件一次装夹下的背面（原装夹端）二次加工问题。,德国,Spinner,公司的车削中心,2.,双主轴车削中心,机床的设计制造者采取了在单主轴车削中心的基础上，增添一个与原主轴在轴线上对置的副主轴和一个多刀位的副转塔刀架，使机床成为双主轴双刀架的车削中心因此双主轴、双刀架车削中心就能对回转体件实现一次装夹完成全面加工。,德国,DMG,公司,TWIN|,双主轴生产型车削中心,3.,车铣复合加工中心,多以单主轴或,双主轴的车削,中心为基础，,将上转塔刀架,改为配有刀库,和换刀机构的,电主轴铣头而,成。,德国,DMG,公司的,Linear,系列车铣中心,4.,镗铣加工中心,以普通数控铣、,镗床为基础，配,以相应的刀库和,自动换刀装置等,功能部件及控制,系统发展而成，,工件的一次装夹,只能在垂直于主,轴的一个面内进行加工,美国哈斯公司生产的立式加工中心,5.,五面加工和五轴联动加工中心,以普通镗铣加工中心为,基础，将原来固定指向,的主轴头换成可以立、,卧自动转换的主轴头和,采用可回转分度的工作,台，这样的机床就可以,在工件一次装夹的条件,下，获得,5,面（如箱体,类工件）甚至更多面的,加工能力,米克朗公司的五轴联动立式加工中心,6.,铣车复合加工中心,以五面或五轴,联动的铣镗加,工中心为基础，并将旋转工作台换成转速比普通转台高得多的力矩电机驱动的转台发展而成。,德国,DMG,的,DMU 70 eVo linear,型加工中心,7.,磨削中心,以数控外圆磨床为基础把工件主轴改用具有,C,轴控制和锁住功能的电主轴同时砂轮头架采用双滑台和或具有,B,轴摆动功能的转,塔式砂轮头架，以,安装,2,个以上的砂,轮以满足不同磨削,工序的需要。,瑞士,STUDER,生产的磨削中心,8.,车磨复合加工中心,通常在数控车床上配备了高速,CBN,砂轮磨削单元和相应的磨削测量与控制系统。,德国,Schaudt,的,KAIROS,车磨中心,德国,EMAG,的倒置式车磨中心,9.,超声振动铣复合加工中心,德国,DMG,的,ULTRASONIC 20,linear,将超声振动超硬加工和高速铣削集成到一台机床,。,加工案例,1,瑞士米克朗,HSM 600U5,轴联动高速加工中心,德国,DMG,公司,DMC FD,系列加工中心,加工案例,2,德国,Index,公司最新推出的模块化车削加工中心能够完成车削、铣削、钻削、滚齿、磨削、激光热处理等许多工序。,加工案例,3,在一个圆锥面上钻均布孔时，需要将工件偏转一个角度后加以固定，并且能够在加工完毕一个孔后精确分度，,在车削加工中心上进行滚齿,加工案例,4,在一台机床上进行不同坐标轴线加工的难点在于：,1.,工件转到该位置后必须加以可靠固定，并且能够承受铣削或钻削的切削力。,2.,在斜面上进行铣削、钻孔和攻螺纹。,加工案例,5,许多重要零件都需要经过表面淬硬和磨削加工。在车铣复合加工的基础上，将激光表面淬硬和磨削集成到一台机床中。一台用于加工凸轮轴的车削和磨削加工中心。,加工案例,6,意大利菲迪亚高速铣,K165,加工中心,德国,Berthold Hermle,公司具有,NC,回转工作台的五坐标数控加工中心,复合加工中心的优点,复合加工中心的优点,快速,便宜,环境,高精度,人,缩短从接单到交货的时间,降低成本,节约能源,降低各机床间的累计误差,减少手工作业,缩短生产周期,减少机床数量,减少电力、气体、废弃油的排放,提高产品质量,减少工作压力,根据产品灵活生产,减少夹具数量,减少事故发生,减少产品库存,减少人工费用,改善资金流动,增加企业竞争力,减少对当地环境影响,获得客户信赖,改善员工工作环境、条件,优化工厂管理,复合加工机床的发展趋势与方向,数控复合加工机床从其加工的复合性来分，可分为,工序复合型和工艺复合型,两大类。前者如一般的镗铣加工中心、车削中心、磨削中心等，在一台机床上只能完成同一工艺方法的多个工序加工；而后者则如车铣复合中心、车磨复合中心、车削激光加工中心等，在一台机床上不仅可以完成同一工艺方法的多个工序，而且可以完成多种不同工艺方法的多个工序。如车铣复合中心，既可完成车削的多种工序，又能完成铣、钻、镗、攻丝等工艺的多种工序，好似把一台数控车床和一台中小型加工中心复合在一起。,复合加工机床的发展趋势与方向,1.,继续扩大单台数控机床的复合加工能力。,“,一次装卡,完成全工序加工。,”是日本,MAZAK,公司新近推出,INTEGREX e II,系列多任务车铣复合加工中心的广告词，机床除了具有车削、铣削功能外，还具有曲轴加工、滚齿、内外圆磨削和激光淬火等加工功能。为,21,世纪的制造工厂带来革命性冲击的划时代的复合加工机床。,日本,MAZAK,公司,INTEGREX e-800 V,复合加工机床的发展趋势与方向,2.,为了进一步提高生产率，特别是单台复合加工机床的产出率，数控复合加工机床在向多主轴、多刀架、多工位的方向发展。,DMG GMC 20 linear,主轴车床,复合加工机床的发展趋势与方向,3.,向大型的方向发展。,例如日本大隈公司龙门式五面体加工中心工作台尺寸达,3000mmX6300mm,日本大隈公司,MCR-A5C,龙门式加工中心,复合加工机床的发展趋势与方向,4.,向结构模块化和功能可快速重组的方向发展。,因为结构模块化是数控复合加工机床快速发展的基础，而数控复合加工机床的功能可快速重组则是其能快速响应市场需求，并能抢占市场的重要条件。,复合加工机床的发展趋势与方向,DMG,自动化解决方案采用卓越的智能化模块化设计，可轻松的适应于多种改装和扩展要求。,DMG Automation,影响复合加工的几点因素,1.,加工工艺的策略规划。,工艺策略规划的重要性在于它决定了将哪些工序集成在一台机床上加工以及工序之间的顺序、刀具的选用和工件的装夹方法等。,2.,机床设备的配置和功能扩展。,为了在一台机床上能够完成不同的加工工序，当更换工件时，机床的部件就需要加以重新组合。因此，机床的结构必须模块化。,3.,生产管理方式的变化。,工序集约化不仅提高了工艺的有效性，由于零件在整个加工过程中只有一次装卡，加工的精度更容易获得保证。复合加工大大缩短了生产过程链，而且由于把加工任务只交给一个工作岗位，不仅使生产管理和计划调度简化，而且透明度明显提高，无需复杂的计划系统就能够迅速解决所发生的事情并使之优化。工件越复杂，它相对传统工序分散的生产方法的优势就越明显。,