在科學技術的助推下,各行各業在發展中的競爭力愈演愈 烈,為了提高更好的適應當前加工高速化的發展模式,辛辛那 提公司研發出了一種高性能的加工機,即動柱式立式加工中心, 也被稱 Fixed Table Vertical MaehiningCenter (作固定工作臺式立 式加工中心)即FTV系列動柱式立式加工中心。由于FTV系列 動柱式立式加工中心在現代機床加工中發揮了重要作用,因而 加強對辛辛那提用于汽車加工的動柱式立式加工中心的研究十 分必要。
1FTV系列動柱式立式加工中心
FTV系列動柱式立式加工中心具有多種優勢,因而在機床 加工中得到了廣泛應用。為了更好的利用FTV系列動柱式立式 加工中心,使其促進汽車制造業的發展,首先需要正確認識對 FTV 系列動柱式立式加工中心。
上表是辛辛那提公司的一種動柱式立式加工中心配備的特 殊型號錐柄主性能測試檢驗的結果。通過對上表中數據的分析, 可以看出,這款立式加工中心具有良好的性能。我們可以發現, 其主軸功率、金屬去除率及轉矩等與普通的主軸加工中心比較, 具有更強的性能。FTV850系列機床主軸的最大扭矩可以達到 700Nm以上,比同類產品更具有優勢。在此基礎上還能夠實現 對硬質合金、鈦合金及淬硬鋼等一些高硬材質不同要求的加工。
在新時期的制造業中,為了更好的適應高速發展需求,辛 辛那提公司研發出了一種新形式的加工機,即FTV系列動柱式 立式加工中心。這個加工中心主要是固定工作臺的結構,并通 過X、Y、Z軸的三維形式實現立柱的移動,同時結合辛辛那提 公司和西門子公司一起聯合研發的PC工業結構,操作控制系 統為全開放式形式。在該研制中心中最快速度為6m/S2,對于 12/18.skw,No.40錐柄型號的機床,主軸速度為0-12500r/min,而 對于型號為25/42kw,N.50錐柄機床,機械主軸轉速在0-8000r/ min,無極變速,交流伺服驅動。三個直線軸都采用玻璃光柵尺 進行精確測量,X軸的最大型號行程為3700mm,測量精準度要 控制在0.010mm以內。
2FTV系列動柱式立式加工中心的優勢
2.1 結構部件穩定性較強
通過觀察研究可以發現,FTV系列動柱式立式加工中心的 整機主要成金字塔形狀分布,即底座、立柱、滑板及主軸箱的 質量逐漸減小,這種結構形狀具有較強的穩定性,從而能夠保 證機床能夠高速運轉。FTV系列動柱式立式加工中心的穩定性 主要表現在兩方面,一方面是底座設計具有較高的剛性。FTV 系列動柱式立式加工中心的底座是以鑄鋼材料為主,以有限元分析后的最佳板筋布局作為箱型結構,通常重量在4.5 t—9t之間, 這種布局結構,能夠滿足固定工作臺、滑板、立柱及主軸等多 個零件結構的穩固性,從而可以使機床的動態加工性能具有加 高的穩定性,在全行程運行中,把加工零件的變形程度控在最 小范圍內。另外,立柱的設計具有一定特殊性,整個立柱結構 呈現V字形,立柱后部和刀庫的重量都要比前部自重大,從而 能夠對主軸及其他移動部件的重量和慣性起到平衡作用。
2.2驅動部件彌補了直線電機的缺陷
在FTV系列動柱式立式加工中心,盡管沒有用新型直線電 機來取代常規的絲杠傳動系統,但是也能夠是實現高效加工的 目標,從而滿足了生產加工的需要。之所以會起到這樣的效果, 主要原因是,采用這種加工模式,能夠有效避免直線電機產生 的熱量大、轉動不穩及邊端效應等問題。為了能夠更好的滿足 快速加工及重切削的需求,X軸中應用了伺服電機一同帶動驅 動絲杠螺母及固定絲杠兩端的結構,從而有利的解決了傳統結 構中由于絲杠過緊而縮短軸承壽命的問題,同時也提高了機床 整體結構的剛度與穩定性。在FTV系列動柱式立式加工中心中, 無論是導軌、絲杠還是其他相關零部件結構,都采用了摩擦系 數較低的THK和高淬硬層的高質量產品材料。由于應用了 THK 直線導軌,不僅能夠增加了重載條件下機床的剛性,同時也確 保了其高度運轉時的精度,降低了機床在加工時的磨損程度。
2.3工作臺轉化靈活
FTV系列動柱式立式加工中心具有多種功能,可以滿足不同設備的加工需要,如既能夠對大中型模具進行高速加工,同 時也是生產線中一些加工設備的理想替代設備。FTV系列動柱 式立式加工中心的工作臺,不僅能夠對大型的零件進行加工, 同時也可以再分成2個工作區域,從而能夠縮短雙位工加工的 交換時間。
2.4人機交換設計
由于FTV系列動柱式立式加工中心的設計具有多種特征, 工作人員可以站在工作臺附近來進行工件的裝卸,操作站臺安 設在機床的外部,可以對其進行靈活移動,從而使操作更加便捷,同時依托液晶顯示手槍,可以實現遠距離的操控,并具有較高 的精準度,便于機床加工。同時由于裝刀環節可以手動操作, 更具有靈活性,安全防措施比較齊全。
3結語
基于FTV系列動柱式立式加工中心在機床加工中的重要性, 我們要給予高度重視。加強對FTV系列動柱式立式加工中心的 研究與應用,正確認識FTV系列動柱式立式加工中心的優勢, 滿足現代高速化加工的需要,提高機床加工效率與質量,從而 促進我國汽車制造業的發展。
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