高速切削机床最新的技术趋势
为了正确对待高速切削工艺的要求,机床必须满足动力学、主轴速度以及刚度和吸振性的严格要求。如果在刀具直径确定的情况下提高切削线速度,则无疑需要较高的主轴速度。在加工微小和细致的几何形状时,会要求更高的速度,因为需采用直径更小的刀具。所以至少要采用速度超过40,000转/分和扭矩超过6牛·米的主轴。
目前,可在工业上使用的速度达60,000转/分的主轴已是最新技术趋势。
为使每个切削刃获得适当的进给率,高的进给速度和加速度也是必要的,通常需要全新的机床概念。由混凝土聚合物制成的床身框架和由球墨铸铁制成的滑枕等移动部件是最新的技术趋势。固定部件极为坚固并经过大量的精加工,以保证尽可能大的刚度和吸振性。对于所有移动部件,则需要保证刚度最大的同时使重量尽可能最轻。只有这样的重量分配才可实现高的动态特性,从而满足高速切削工艺的要求。
经过适当预紧的大螺距滚珠丝杠在两侧由轴承支撑,加上大功率电机形成了高切削速度和高加速度的基础。然而必须认识到系统的整体能力是由可承受的最大冲击力所确定的(因加速度而产生)。尤其在频繁改变进给方向的情况下。如加工小的几何形状时,决定最大加工速度的是允许的最大冲击力,而不仅仅取决于驱动系统的能力。
高分辨率的光学直线测量系统以及精密线性导轨完善了现代高速切削机床所需的装备。
控制技术也必须是最新的,并且要有尽可能快的处理速度以及强大的程序处理和前瞻能力。对加工位置的良好调整、机床机械和电子部件回路之间的反馈速度也很重要。但是,只有各个方面协调配合的系统才能最佳地满足某一加工要求:如表面质量、加工速度和精度等。最新一代的控制系统向用户提供了以简单方式执行特定的加工目标优先的可能性,可根据当前的加工要求设置工艺过程。该功能可设定速度、表面质量或精度优先来进行加工。