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    模具专用加工中心特点
     

        用于模具加工的高速加工中心,中型机床比较常见的是高速型立式加工中心,经济适用适合模具的3D高速精密型加工。大型的有龙门式高速加工中心,其结构特点是采用龙门式框架结构,以此增强机床刚性,且便于充分利用加工区的空间。随着新型材料的应用,机床床身的材料则多数采用了聚合物混凝土,由于这种材料具有较好的阻尼性能和较低的热传导率,故有利于提高模具的加工精度。

    高速模具加工中心

     

    高速加工中心电主轴:

    高速电主轴是高速加工中心的核心部件。在模具自由曲面和复杂轮廓的加工中,常常采用2~12mm较小直径的立铣刀,而在加工铜或石墨材料的电火花加工用的电极时,要求很高的切削速度,因此,电主轴必须具有很高的转速。目前,加工中心的主轴转速大多在18000~42000r/min,瑞士Mikro的高速加工中心XSM400U/XSM600U其主轴转速已达54000r/min。而对于模具的微细铣削(铣刀直径一般采用0.1~2mm),则需要更高的转速为保证高速电主轴工作的稳定性,在主轴上装有用来测量温度、位移和振动的传感器,以便对电机、轴承和主轴的温升、轴向位移和振动进行监控。由此为高速加工中心的数控系统提供修正数据,以修改主轴转速和进给速度,对加工参数进行优化。当主轴产生轴向位移,则可通过零点修正或轨迹修正来进行补偿。

     

     

    高速加工中心直线电机:

    目前,模具加工用的高速加工中心或铣床上多数还是采用伺服电机和滚珠丝杠来驱动直线坐标轴,但部分加工中心已采用直线电机,例如德国Röders公司的RXP500DS/RXP800DS型高速铣床和德吉马公司的DMC75Vlinear型高速加工中心(其轴加速度达2g和快速行程速度达90m/min)。由于这种直线驱动免去了将回转运动转换为直线运动的传动元件,从而可显著提高轴的动态性能、移动速度和加工精度。采用直线电机驱动的机床可显著提高生产率。

     

     

    高速加工中心数控控制系统:

    CNC控制系统是高速加工中心的重要组成部分,它在很大程度上决定着机床加工的速度、精度和表面质量。因此,对于加工模具自由曲面的高速机床,数控系统的性能具有特别重要的意义。加工高精度自由曲面时,由微段直线和圆弧构成的刀具轨迹造成庞大的零件程序,这些数据流需要由机床控制系统来储存和处理,因此,程序段处理时间的长短是决定CNC控制系统工作效率的重要指标。目前,高档CNC控制系统的程序段处理时间一般可达0.5ms(如海德汉的iTNC530数控系统),而个别数控系统的程序段处理时间已缩短到0.2~0.4ms。应用于模具高速加工的现代CNC数控系统,除了具有为确保高速进给速度所必要的很短程序处理时间外,还应具有Nurbs和样条插补功能,并能以纳米的分辨率进行工作,以便在高速加工的情况下获得高的加工精度和表面质量。


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