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数控车床在现代制造业中的应用越来越多,发挥了普通车床无法比拟的优势。数控车床主要有以下特点:
1.传动链短。与普通车床相比,主轴驱动不再是电机—皮带—齿轮副机构的变速,而是由两个伺服电机驱动横向和纵向进给,不再使用传统的变速齿轮和离合器等部件,因此传动链大大缩短。
2.刚性高。为了匹配数控系统的高精度,数控车床具有高刚性,从而满足高精度加工要求。
3.轻拖动,刀架(工作台)随滚珠丝杠副移动,摩擦力小,移动方便。螺杆两端的支撑专用轴承比普通轴承压力角大。数控车床的润滑部分采用油雾自动润滑。这些措施使数控车床移动方便。
数控车床加工的特点有哪些?
1.自动化程度高,可以降低操作人员的体力劳动强度。数控加工过程根据输入的程序自动完成。操作人员只需开始对刀,装卸工件,更换刀具即可。在加工过程中,他们主要观察和监督车床的运行。然而,由于数控车床的技术含量较高,操作人员的脑力劳动也相应提高。
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2.加工出的零件精度高,质量稳定。数控车床的定位精度和重复定位精度都很高,很容易保证一批零件尺寸的一致性。只要工艺设计和程序正确合理,结合精心操作,零件就能获得较高的加工精度,也便于对加工过程进行质量控制。
3.生产效率高。数控车床加工可以在一次装夹中加工多个加工面,因此可以用于各地区普通车床的很多中间工序,如划线、尺寸检测等。减少了辅助时间。而且由于数控加工的零件质量稳定,给后续加工带来了便利,其综合效率明显提高。
4.促进新产品的开发和修改。数控车床加工一般不需要很多复杂的工艺设备,通过编制加工程序就可以加工出形状复杂、精度要求高的零件。产品修改设计变更时,只需要修改程序,不需要重新设计工装。因此,数控加工可以大大缩短产品开发周期,为新产品的研发、产品的改进和修改提供捷径。
5.它可以发展成为更先进的制造系统。数控车床及其加工技术是计算机辅助制造的基础。
6.初期投资大。这是由于数控车床成本高,首次加工准备周期长,维护成本高。
衡量一台机床的性能,其中一个重要指标是重复定位精度。如果一台机床的重复定位精度能够达到0.005mm(按照ISO标准和统计方法),那么这可以被认为是高精度机床。而如果精度进一步提高,达到或低于0.005mm,那就是超高精度机床。对于要达到高精度或超高精度的机床,其关键部件如轴承和丝杠必须选用最佳质量的材料。
在讨论数控机床的精度时,需要明确的是,必须理解标准、指标定义及计算方法。日本机床制造商常使用JISB6201、JISB6336或JISB6338标准来标定精度。其中,JISB6336通常应用于加工中心,而JISB6338则适用于立式加工中心。这三种标准在定义位置精度时基本相同,这里以JISB6336为例,因为它是最新的标准,也比其它两种标准稍微精确一些。
欧洲的机床制造商,尤其是德国厂家,通常采用VDI/DGQ3441标准。而美国的制造商则使用NMTBA标准,该标准起源于美国机床制造协会的研究,最初发布于1968年,后来经过修订。这些标准与ISO标准紧密相关。
加工中心加工典型零件时,国内的尺寸精度和形位精度大致在0.008~0.010mm之间,而国际先进水平则在0.002~0.003mm之间。中国机床制造业虽有起伏,但一直对数控技术和数控机床给予了较大关注,拥有较强的市场竞争力。但在中、高档数控机床方面,与国外先进产品和技术发展仍存在一定差距,大部分仍处于技术跟踪阶段。
超精密加工目前是指尺寸和位置精度为0.01~0.3μm,形状和轮廓精度为0.003~0.1μm,表面粗糙度钢件Ra≤0.05μm、铜件Ra≤0.01μm。国内已研制出超精密数控车床和数控铣床并投入生产使用。当前需要发展超精密磨床和超精密复合加工机床,同时需进一步提升超精密主轴单元、超精密导轨副单元、超精密平稳驱动系统、超精密轮廓控制技术及纳米级分辨率数控系统的性能,并加快其工程化。
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