宁江机床厂NJ-5HMC40五轴联动加工中心
NJ-5HMC40是一款高效率、高精度、高柔性的五轴联动(X、Y、Z、B、C轴)加工中心,其外形如图2-36所示。一次装夹工件后,可完成铣、镗、铰、攻螺纹和轮廓的粗、精加工。广泛适用于叶片、叶轮、模具工业等各种机械加工行业中的复杂曲面零件的加工,能满足中、小型箱体零件和空间曲面多品种加工的需要。
NJ-5HMC40五轴联动加工中心是精密级的加工中心,其定位精度和回转工作台分度精度均达到微米级水平;采用模块化设计结构;工作台为连续分度的回转工作台(C轴0°～360°)、主轴头为连续分度摆动头(B轴0°～110°),可实现任意五轴联动加工。由计算机进行数字控制,具有直线、圆弧和螺旋线插补等功能。
该机床特点如下:
(1)设计特点NJ-5HMC40五轴联动加工中心采用模化结构设计,可最大限度地适应各种加工工件形状、范围的变化以满足不同用户的需求。高刚性的模化结构设计,确保了机床高刚性和高精度,可实现从简单零件到复杂曲面的粗、精加工。模化结构设计的多种形式工作台可满足和完成各种特殊的加工需求,并具有机床占地面积小,使得用户的投资更经济等特点。
图2-36 NJ-5HMC40五轴联动加工中心
(2)主要结构NJ-5HMC40五轴联动加工中心,结构如图2-37所示,机床床身、立柱、拖板、主轴箱、工作台等均采用密烘铸铁并进行合理的加强肋结构,确保获得最佳的静态、动态刚性。机床倾斜床身、固定框式立柱结构,确保机床的高稳定性和高刚性;而刚性较高、重量较轻的框式结构拖板和主轴箱,确保了机床60m/min的快移速度和1g的加速度。机床的回转工作台(C轴)安装在床身的倾斜面上,各运动轴均安装在立柱上。而全封闭的防护罩将加工区和坐标的运动区完全分开,这样的设计有利于切削液和切屑的排除,减少因切削液温度变化引起床身的热变形;同时由于各运动轴的导轨、驱动装置及电动机、检测系统、行程开关、电缆等均设置在加工区之外,这样既提高了机床的可靠性,又便于机床的维修。
(3)机床导轨和轴的驱动 机床X、Y、Z轴采用精密级预紧的循环滚柱直线导轨,并采用精密刮研技术对其安装基面进行精密刮研,确保导轨具有较高的刚性和微米级的精度。各直线轴均采用22N·m的交流伺服电动机直接驱动大导程双螺母丝杠副,其中X轴采用双丝杠副和双伺服电动机同步驱动。
(4)机床检测系统 机床X、Y、Z轴均采用Heidenhain直线光栅尺实现全闭环检测,其中X轴采用双光栅尺检测以确保X轴的定位高精度。机床B(摆动头)、C(回转工作台)回转轴也采用Heidenhain圆光栅尺实现全闭环检测,以确保回转轴的定位精度。
(5)机床主轴 机床配置了适应高速加工的电主轴,其主轴采用陶瓷球轴承并配置油气润滑装置,使主轴最高转速达40000r/min,主轴锥孔采用HSK-E40。主轴轴系温度控制采用了全封闭式循环切削液恒温控制装置,可确保主轴轴系精度的稳定。机床主轴功率可根据用户加工需要进行选择,可选主轴转速为15000～25000r/min,转矩为50～80N·m,主轴锥孔采用HSK-A63。
图2-37 NJ-5HMC40五轴联动加工中心结构
(6)机床冷却系统 本机床采用半干式冷风装置作为切削冷却系统,它不仅为高速切削加工提高了零件的加工效率,而且可使工件的加工精度和表面质量达到更高的水平。由于冷却采用的是清洁空气和微量的油雾并可配置油雾处理装置,加之机床采用全封闭的防护罩,使机床成为绿色环保加工。
(7)自动换刀系统 机床刀库容量为20把(选购为48把),采用盘式刀库由伺服电动机驱动进行分度选刀与机床主轴头的运动来实现无机械手的自动换刀。此方式动作简单、可靠。
(8)数控系统 机床配置了超小型、超薄型的FANUC Series 18i-MB5数控系统,具有高功能、高可靠性的开放式CNC,CNC控制部分和液晶显示器(10.4in彩色显示器)集成一体。它采用了FSSB、I/O Link超高速串行通信,简化了硬件连接的接线,具有丰富的网络功能(以太网为标准配置),与因特网连接可实现远程诊断;系统配有RISC处理器,具有AL纳米级高精度轮廓控制、刀具中心点控制、三维刀具半径补偿、三维圆弧插补等功能。本系统还适用于高功率、高速度的I系列数字交流伺服驱动及伺服电动机,使机床具有高精度、高效率的加工功能。