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关于高速加工的种种

关于高速加工的种种 2011年12月10日 来源： 为了发挥高速加工的优越性，车间必须评估和最优化全部生产过程：机床、它的主轴和工艺装备系统以及它的编程软件。按照美国Absolute机床公司总裁SteveOrtner说，成功建立在设计用于高速加工的系统基础上，具有补充的能力，而不是标准的，用高速改装的。 用于高速加工的机床必须有刚性结构，能抗振，刚性好，在高加速度率下不挠曲。这些机床都用加重型筋的铸件制成，经过有限元分析最佳化，抗振，提供最佳的刀具寿命和表面光洁度。 双立柱设计对于中到大型高速加工机床是很理想的。这是因为Y和Z轴载荷固定，只工作台载荷是变化的。 相反，C形框架机床，X轴在Y轴之上，有两个轴载荷变化，受工作台载荷变化的影响，使机床难于调谐和控制。但对于中、小型机床，工作台载荷通常额定在1500磅以下，因而C形框架设计是可控制的，而且成本效益高。 对于直线导轨的机床，重量支持在轴承上，容易控制和调谐机床，用于高速。在中、小型机床上，用低转矩主轴，直线导轨系统效果好。但在大到中型机床上，用高转矩主轴，Y和Z轴常用箱形导轨而X轴用直线导轨。

成功的高速加工需要配合机床的能力、控制、工艺装备和编程软件 大直径机床滚珠丝杠在高速加工时，可防止挠曲和振动。滚珠丝杠应加预应力以消除热变形，防止膨胀，加强轴的刚性。如果机床的结构不能支持预应力滚珠丝杠，则滚珠丝杠必须用循环液体冷却，这又产生维修问题。 没有预应力滚珠丝杠的机床，为了精度的要求，必须要有标尺，但可能仍然缺乏轴的刚度。长行程的机床，滚珠丝杠很长，应该用固定丝杠和回转螺母装置，以防止丝杠抖动。伺服马达应该用刚性联轴节直接联接到滚珠丝杠上。 由于高速加工的加速度，用平衡重是行不通的。必须使用不用平衡的大伺服马达或者液压平衡系统。 控制装置、马达和驱动装置 控制装置、马达和驱动装置共同工作，以便最佳化速度和可靠性。为了选择高速切削的控制/马达/驱动系统，必须考虑以下几个方面： ◆控制速度是处理3轴运动信息块，通过伺服系统执行信息块并得到闭环反馈的能力。 ◆块先行(BlockLookahead)是在程序中控制系统控制矢量变化的先行块的数量。控制系统越快，需要先行块越多。 ◆自动加速/减速，结合用块先行，自动减小进给率，以保持轮廓精度和完整。 ◆需要大容量程序存储器和一个以太网接口，带一个硬盘驱动器或ATA卡，以便从存储器直接运行。Ortner先生说，RS-232DNC方式不够快。 ◆需要大的交流数字伺服马达和驱动装置，以快速起动和停止高速加工机床。 ◆需要带编码器或线性标度的高分辨率反馈，以便知道机床在哪里。 ◆特别重要的是当工作台载荷变化时，伺服器可以调谐，以适应机床轴惯性的变化。控制系统必须调谐，适应各种精度与速度的对比等级。

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