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数控机床的高速度高精度是如何实现的?

时间:2018-12-01 09:10:04

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数控机床的高速度高精度是如何实现的?

数控机床的技术进步是在数控系统的基础上进行的,数控机床由数控系统所控制,那么稳定的性能便是对系统的考量标准,数控机床具有哪些特性呢?接下来我们一起对数控机床的速度和精度2方面来进行分析:

1、高速度

数控机床向高速化方向发展,不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本,而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现、低成本生产有广泛的适用性。

目前,在超高速加工中,车削和铣削的切削速度已达到5000~8000m/min以上;主轴转数在30000转/分(有的高达10万r/min)以上;工作台的移动速度(进给速度):在分辨率为1微米时,在100m/min(有的到200m/min)以上,在分辨率为0.1微米时,在24m/min以上;自动换刀速度在1秒以内;小线段插补进给速度达到12m/min。

2、高精度

数控机床从精密加工发展到超精密加工,是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级,乃至纳米级(<10nm),其应用范围日趋广泛。

当前,在机械加工高精度的要求下,普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高到±5μm;精密级加工机床的加工精度则从±3~5μm,提高到±1~1.5μm,甚至更高;数控机床超精密加工精度进入纳米级(0.001微米),主轴回转精度要求达到0.01~0.05微米,加工圆度为0.1微米,加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。这些机床一般都采用矢量控制的变频驱动电主轴(电机与主轴一体化),主轴径向跳动小于2祄,轴向窜动小于1祄,轴系不平衡度达到G0.4级。

高速高精加工机床的进给驱动,主要有“回转伺服电机加精密高速滚珠丝杠”和“直线电机直接驱动”两种类型。此外,新兴的并联机床也易于实现高速进给。

滚珠丝杠由于工艺成熟,应用广泛,不仅精度能达到较高(ISO3408 1级),而且实现高速化的成本也相对较低,所以迄今仍为许多高速数控机床所采用。当前使用滚珠丝杠驱动的高速加工机床最大移动速度90m/min,加速度1.5g。

滚珠丝杠属机械传动,在传动过程中不可避免存在弹性变形、摩擦和反向间隙,相应地造成运动滞后和其它非线性误差,为了排除这些误差对加工精度的影响,1993年开始在数控机床上应用直线电机直接驱动,由于是没有中间环节的“零传动”,不仅运动惯量小、系统刚度大、响应快,可以达到很高的速度和加工速度,而且其行程长度理论上不受限制,定位精度在高精度位置反馈系统的作用下也易达到较高水平,是高速高精加工数控机床较理想的驱动方式。

所以请大家在选购数控机床时详情的了解其配置是很有必要的,因为直接关系到加工效率的高低以及精度的高低。

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