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五軸聯動數控機床國內外研究現狀綜述

時間:2019-04-20 16:56來源:畢業論文
國外發展現狀當前國外五軸聯動數控機床以歐美、日本為代表,這些國家的五軸聯動數控機床代表了當今五軸聯動數控機床發展的最高水平。目前國外著名機床廠五軸聯動數控機床技術

國外發展現狀當前國外五軸聯動數控機床以歐美、日本為代表,這些國家的五軸聯動數控機床代表了當今五軸聯動數控機床發展的最高水平。目前國外著名機床廠五軸聯動數控機床技術發展重點可歸結為:高速、高精度、環保、智能、復合化。力矩電機在國外作為回轉坐標驅動裝置的廣泛使用,使得國外機床進給機構實現了高速、低損耗、高精度、高效率的目標。DMG公司的DMC165在配上了旋轉工作臺后,可以進行五軸聯動的數控加工。該機床的最高轉速可達到30000 r/min,由于采用高性能直線電機驅動,其最快移動可達到90 m/min,加速度2g。而作為復合機床的代表,德國DMG公司的GMX2501inear五軸車銑復合中心和DMUSOP/H 五軸車銑復合中心、韓國Doosan公司PUMA MX2500ST九軸控制五軸車銑復合中心、瑞士威力銘一馬科黛爾公司的W 一508MT八軸控制五軸聯動銑車復合中心、瑞士寶美技術公司展出的S192bl’和S191FrL—R 五軸車銑復合中心等,在CIMT2007上也得到了廣泛的關注。新的機床技術在五軸聯動機床上的使用,使得五軸聯動機床在結構上越來越簡單,在性能、功能上卻越來越優秀 。最近為了避免叉式主軸頭在主軸發生微小偏擺時,c軸必須轉動很大角度的情況,德國Zimmermann公司設計出了一種M3ABC性主軸頭,這種主軸頭增加了一個弧形導軌,因而多了一個日坐標。所以,它是一種具有A、B、C三個回轉坐標頭,除有約正負40。的偏擺角限制外,還有其它位置限制。這種銑頭將迄今為止各種結構方案的所有優點都結合在一起了。具體優點如下:剛性非常好、結構緊湊;有A、B、C三個坐標;偏轉范圍大;C軸轉動不受限制。這種設計使得五軸聯動數控機床在加工時精度更高。34746
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由于我國工業基礎薄弱,國外同類產品的技術封鎖,國內五軸聯動數控機床相對于國外整體水平還較低,具體體現在關鍵功能還不能自主研發或者與國外同類產品比,穩定性、精度等相差較大。但是在國家相關政策的支持及相關企業、學校等部門的努力下,我國五軸數控機床技術也得到了飛快的發展,逐漸形成了較為成熟的產品。從CIMT2007展會上所展機床情況來看,我國五軸聯動數控機床已經形成了品種多樣、技術成熟、擁有自主技術知識產權的特點。沈陽機床展出了適合于航空工業鈦合金和鋁合金機框加工的主軸A、B 軸擺動的VMC25100u五軸立式加工中心和GMC1230u五軸龍門高速加工中心,這類產品長期以來一直依靠國外進口,是國外限制出口的高科技產品,這是我國五軸聯動數控機床產業的一重大突破。濟南二機床展出的XHSV2525X6000型五軸龍門移動式高速鏜銑加工中心,工作臺尺寸為6000mm×2500mm,X/Y/Z 軸行程為6000 mm/2500mm/l250mm,進給速度0~20000 mm/min,快速進給4O m/min,擺動回轉銑主軸0~24000r/rain,功率40kW,刀庫容量20。這個產品是本屆展會中規格最大的五軸聯動加工中心,表明我國在高檔大型、重型數控機床的研發上也取得了最新進展。論文網
“十五”期間,中國五軸數控機床在發展上取得了一定的成果,主要可歸結為5點:①取得了一些原創性的成果。有齊齊哈爾二機床集團聯合清華大學、哈爾濱電機廠有限公司研制的XNZD24l5大型龍門式五軸聯動混聯機床在我國并聯五軸聯動數控機床方面取得了一個重要的突破,并在哈爾濱電機廠水分廠兩年的運用中獲得了較高的評價。②對五軸數控機床的技術創新取得了突破。例如齊齊哈爾二機床自主研制的高速五軸數控銑床,通過技術的引進消化,掌握了銑頭內油霧冷卻、橫梁預應力反變形控制等關鍵技術。并利用諧波傳動原理,開發出A/C擺角銑頭,滿足了大型水泵葉片曲面加工的精度要求;沈陽機床集團通過與國外聯合設計,攻克了動力驅動單元、大直徑大通孔的高速強力主軸、刀架、熱平衡、精度補償等多項關鍵技術,高性能車銑復合機床刀庫和機械手換刀裝置完全具有自主知識產權。主軸最高轉速為70000r/min,可滿足形狀復雜的大型回轉體零件如飛機發動機主軸、起落架、船用發動機活塞等的高速高效加工;北京機電院高技術股份公司為東方汽輪機廠研制出五軸葉片加工中心系列產品,在對大型葉片加工工藝研究的基礎上,給出了最佳刀心距的求解方法,設計出了回轉軸的新型消除間隙機構和機構平衡系統,首創提出自由組合彈簧,使得平衡效果達到80%。③功能部件研究開發步伐加快。北京機床研究所開發的電主軸和分離傳動式高速主軸單元,以及洛陽軸承研究所研制的多種內裝式電主軸單元,使我國在高速主軸單元技術上日趨成熟;清華大學在直線伺服電動機研究上取得重要的成果,其研發的高響應直線電機和高推力直線電機伺服系統具有所用專用電源穩定可靠的優點。在控制系統、構建高推力永磁直線交流電機全數字伺服驅動控制的軟硬件平臺、伺服控制方面也取得了很大的突破;通過自主創新以及與國內外的技術合作,目前國內已經有多家機床生產企業掌握了A/C軸復合擺角銑頭的設計制造技術,開發出不同結構的五軸聯動數控機床,北京機電院高技術股份有限公司還開發了力矩電機直接驅動的A/C軸復合擺角銑頭。④由力矩電機直接驅動的數控轉臺和刀庫研制成功。⑤通過對HSK工具系統的研究分析,開發了UJS-HSK工具系統的專家知識系統,建立了HSK工具系統綜合實驗性能數據庫,開發出HSK刀柄技術及相關產品,并使開發的HSK工具系統達到廠同類進口技術產品的技術水平。 五軸聯動數控機床國內外研究現狀綜述:http://www.aftnzs.live/yanjiu/20190420/32370.html
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