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浅析高速精密加工中心的关键技术直线导轨

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高速精密的加工中心其切削速度和加工出来的零件精度比传统的高,它更合理更全面的反映了现代制造技术目前的发展方向。它与传统加工中心的一个重要区别在于它除了有一个能高速旋转的主轴,还设计了高精密的直线导轨,精密轴承,滚珠丝杆和先进的CNC系统等。所以使得加工中心在高效率的情况下能加工出高精度的零件产品,大大提高了市场竞争力。

1、滚珠丝杠

加工中心的滚珠丝杠精度以及直径和螺距的大小直接影响2n-r中心的性能,特别地在采用直线运动导轨的高性能加工中心都选择高精度和大直径大螺距的单头滚珠丝杠。竞争促进技术发展的典型例子莫过于THK美国公司的驱动速度可达200m/min的高速滚珠丝杠。一般认为滚珠丝杠传动达到90m/min就不容易了。速度再快只能用直线电机驱动了。THK公司采用多种技术措施来提高滚珠丝杠的驱动速度用特殊工程塑料做滚珠隔离架,既隔开滚珠,避免珠子间的摩擦,又起润滑作用;为消除热影响,丝杠为中空通冷却液;为消除高速振动,中空丝杠内填阻尼材料,以提高阻尼特性。这是目前见到的驱速度最快的滚珠丝杠。大功率直线伺服电机,直接驱动工作台作直线运动,并与由碳素纤维增强塑料制成的轻型结构工作台和直线滚动导轨副匹配,实现高进给速度和高精度加工。

2、直线导轨

加工中心的各轴向运动的速度和精度,对实现高速切削至关重要。试验证明,直线运动导轨的磨擦系数仅为普通方形导轨的1/20。由于直线运动导轨的滚柱与导轨间的接触面积远远小于方形导轨,因而使功率消耗也降低为方形导轨的1/20,且能保持长时间的很少磨损。大大提高导轨的使用寿命。精密的直线运动导轨具有一个淬火硬度为HRC58-62的经精密导轨磨床磨削的V型直线形导轨,直线形导轨的结构简单,因此容易加工、装配、测量以及能选择合适的滚柱直径等。直线运动导轨具有高的刚度,与相互运动体之间无间隙存在,因而很少产生振动,能加工出低表面粗糙度的零件表面,延长刀具的使用寿命。力士乐独自研制开发的LM滚动直线导轨副,由于改进了钢球接触部的形状,采用近似钢球直径的曲率半径的R沟槽形状,使得钢球接触面的容许负荷增加了十几倍,而且能长时间保持高精度态,运行2000Km后,磨损量仅为O.5 um。正是由于其高刚性,并能实现高速进给,广泛应用于高速加工机床。

总的来说,高精密传动件直线导轨以及丝杆是目前加工中心发展的关键技术和方向,这两者的创新和发展带动了加工中心的发展,反过来加工中心的不断发展,对传动件的要求又令得丝杆和导轨向着高端技术方向发展。

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