高速加工中心在汽车零部件生产中的应用

汽车工业相对航空、航天、船舶、机床等机械加工工业来说,其突出特点是生产批量大,加工节拍短,为了适应这种单一工件的大批量生产,采用专机或专机自动线进行加工生产是最经济的,因而也最普遍的一种选择。然而,当前汽车用户对汽车的多样化、个性化的要求,迫使汽车企业的产品换型越来越快,产品品种纷繁多样,原来单一工件的大批量生产变成了多种工件各自的较小批量迭加成的大批量生产,因此,多年来在汽车制造行业占统治地位的组合机床(专机)生产线已无法满足汽车行业快速更新的现实需要,专机或专机自动线虽然效率高,但却限制了加工的柔性,使得机床对加工零件品种变化的适应性非常差。

为了解决这个难题,高速、高效的新一代加工中心——高速加工中心应运而生,很好地解决了加工柔性和产量、投资与更新的矛盾,满足了汽车行业目前多品种,大批量,少投资的要求,同时也满足了汽车零部件生产的这种要求。

高速加工中心的特点

高速加工中心是指主轴转速超过10000r/min,进给速度超过40m/min,进给加速度大于0.5G(5m/s2)的一类加工中心。为了实现高速、大切削量下稳定加工,一般,高速加工中心都具有下列结构特点:

1.高转速主轴

主轴转速过低无法满足生产效率要求,转速过高则在可靠性方面带来多种不利因素。高速加工中心主轴转速一般定在46—16000转/分之间。为此,最佳的结构方案为内装直驱动式的电主轴,电主轴在使用中不可拆卸,不需保养,不需调正。主轴转子安装在复合陶瓷滚珠轴承上,采用三点支承方式以保证高的动态刚性和精度。在定子和转子轴承四周有专门水冷系统以吸收发热。

2.动平衡与热平衡的结构设计

高速加工中心由于其高的主轴转速,高的进给速度及高的进给加速度,必然要求其结构设计具有高的静态刚性和动态刚性。为此,有的将液压装置与主轴分离放置,以减少震动对主轴精度的影响。

设备结构完全是热对称的,这样可以避免由于热变形使主轴与工件的位置偏移。为防止作为重要热源的切屑引起热不平衡,有的从结构上设计使切屑不在被加工工件上及托盘上停留,而且通过在Z轴罩两侧的螺旋式排屑输送器将切屑快速排到切削液箱,以使由切屑引起的热的影响减到最小。

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