隨著自動化的普及近年數(shù)控機床得到了廣泛的應(yīng)用,。并在機械加工行業(yè)中獲得了認可,。為了更好的滿足自動化生產(chǎn)線的發(fā)展，數(shù)控機床也搖要有更好的適應(yīng)性,、通用性和擴展性,。例如目前使用較為廣泛的液壓卡盤，液壓尾座在實際生產(chǎn)中能很有效的縮短裝夾和頂緊工件的時間.提高加工效率,。而可編程尾座則是在液壓尾座的基礎(chǔ)上進一步開發(fā).對尾座的控制更加合理和高效,。本文以FANUC系統(tǒng)數(shù)控加工中心上配置液壓可編程尾座為例，對液壓可編程尾座的實現(xiàn)進行論述以便其更廣泛的得到市場應(yīng)用,。 1.虛擬軸可編程尾座的工作原理 本文所指的可編程尾座是靠液壓系統(tǒng)提供動力,，通過控制液壓站進油和回油電磁閥帶動油缸實現(xiàn)尾座的前進和后退，以光柵尺作為反饋信號進行位置反饋.來實現(xiàn)編程控制及進運動,。與傳統(tǒng)液壓尾座相比較.操作者在更換工件時需要手動推拉尾座到某個固定位皿通過液壓推動尾座內(nèi)部套筒來頂緊工件.在此延長了零件的加工時間,，而通過程序來控制尾座移動相對普通的液壓尾座而言，具有更好的員活性.擴展性,。如果給機床配上自動送料器等設(shè)備,，該機床便實現(xiàn)了全自動化機床。 2,、虛擬軸可編程尾座的硬件連接 以普通的FANUC系統(tǒng)的數(shù)控加工中心為例.機床實現(xiàn)可編程尾座所需要的硬件配置.液壓系統(tǒng),、液壓卡盤,、液壓尾座、光柵尺及尾座零點開關(guān),。(見圖1)
電主軸是在數(shù)控加工中心機床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術(shù),，具有結(jié)構(gòu)緊湊,、重量輕,、慣性小、振動小,、嗓音低,、響應(yīng)快等優(yōu)點。然而電主軸的型號各異,，其作用也不一樣,。因此合理選擇電主軸顯得尤為更要。為此,，將為大家講解選擇電主軸的注意點,。 1、電主軸特性有恒轉(zhuǎn)矩和恒功率兩種,，恒功率的貴些,，雕刻機主軸采用恒轉(zhuǎn)矩比較合適。 2,、種類有風(fēng)冷和水冷,，風(fēng)冷主要是早期幾百瓦的小功率主軸，現(xiàn)在雕刻機上甚本上都是便用的水冷式電主軸.功率大噪音小,。 3,、潤滑方式有油霧和油脂，24000轉(zhuǎn)以上的高轉(zhuǎn)速電主抽采用油霧,，由專門油路供油,，安裝使用復(fù)雜;雕刻機大多采用油脂潤滑，轉(zhuǎn)速可在6000-24000轉(zhuǎn)左右變頻調(diào)速,。 4,、支撐方式有2軸承、3軸承和4軸承,，3,、4軸承適合雕刻鋼材等重載荷，1.5kW以上主軸采用較多,，一般軟金屬采用2軸軸承承夠用,。 5、主軸芯架有鋁合金和不誘鋼焊接形式,，目前大多的主軸芯架采用的是侶合金,，重量輕,，但是體積大。現(xiàn)在有一些新產(chǎn)品采用不銹鋼焊接芯架,，同功率下可以縮小主軸尺寸,，如通常1.5kW主軸的體積為Φ80x215mm左右，不銹鋼焊接芯架主抽新產(chǎn)品可以做到Φ65x2lOmm左右,，更適合雕刻機使用,。不過價格貴一二百元錢。 6.選擇變頻器功率要比主軸功率大些,，這樣能充分發(fā)揮主軸的輸出功率,， 1.2kW主抽配1.5kW變頻器，.1.5kW主軸配2.2kW變頻器,。
殘余應(yīng)力也稱內(nèi)應(yīng)力,，是指在沒有外力作用下或去除外力后零件內(nèi)存留的應(yīng)力。加工中心機械零件在鑄造,、焊接,、冷熱加工等過程中，均保留了殘余應(yīng)力.并不斷地釋放出來,，使其表面產(chǎn)生疲勞裂紋,，降低零件的疲勞強度、抗腐蝕性能和使用壽命,，還會使剛度差的零件發(fā)生變形而影響形狀精度,。因此，在零件加工制造過程中及使用之前,，必須設(shè)法調(diào)整和消除殘余應(yīng)力,。殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因殘余應(yīng)力的產(chǎn)生是一個非常復(fù)雜的力學(xué)過程，零件在制造過程中,，將受到來自各種工藝因素的作用與影響,，當(dāng)這些因素消失之后，零件所受到的上述作用與影響不能隨之完全消失,，仍有部分殘留在零件內(nèi),，便產(chǎn)生了殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的產(chǎn)生主要有以下三種原因: 1,、冷塑性變形引起的殘余應(yīng)力 在切削過程中,，原來與切屑相連的表層金屬產(chǎn)生相當(dāng)大的、與切削方向相同的彈塑性變形,，其中以刀具后刀面與已加工表面的擠壓和摩擦產(chǎn)生的塑性變形最為突出,，此時基體金屬受到影響而處于彈性變形狀態(tài)。當(dāng)切屑切離后,，基體金屬趨向恢復(fù),，但受到已產(chǎn)生塑性變形的表層金屬的限制,，不能恢復(fù)到原狀，使零件表面帶有殘余壓應(yīng)力而里層為殘余拉應(yīng)力,，這就是冷塑性變形引起的殘余應(yīng)力,。2、熱塑性變形引起的殘余應(yīng)力 切削時,，由于強烈的塑性變形和摩擦作用,，使已加工表面的溫度很高，產(chǎn)生熱膨脹,，由于此時里層基體金屬受溫度的影響較小,，從而使表層金屬熱膨脹受到限制而產(chǎn)生壓應(yīng)力,。當(dāng)切削溫度超過材料彈性變形范圍后,，表層將產(chǎn)生熱塑性變形。當(dāng)切削過程結(jié)束后,，已加工表面溫度降至室溫,，金屬彈性變形逐漸恢復(fù)，由于表層熱塑性變形受到基體金屬的限制,，不能完全恢復(fù),，因此在表層塑性區(qū)產(chǎn)生了殘余拉應(yīng)力，基體金屬中則產(chǎn)生與之平衡的壓應(yīng)力,。切削溫度越高,，熱塑性變形越大，殘余拉應(yīng)力也越大,，有時甚至產(chǎn)生裂紋,。切削過程中的冷塑性變形與熱塑性變形產(chǎn)生的殘余應(yīng)力方向相反，可相互抵消一部分,。但因切削加工中冷塑性變形較大,，熱塑性變形較小，所以表面殘余應(yīng)力總體上表現(xiàn)為壓應(yīng)力,。3,、金相組織變化引起的殘余應(yīng)力 切削時產(chǎn)生的高溫會引表面層的金相組織變化，由于不同的金相組織有不同的密度,，表面層體積也將隨之發(fā)生變化,。表面層體積膨脹時，由于受到基體的限制,，所以產(chǎn)生壓應(yīng)力;反之,，則產(chǎn)生拉應(yīng)力。
內(nèi)孔與工件外形的各項形位公差的研究 主軸是大型車加工中心的核心工件,，因此,內(nèi)孔與主軸外園的各項形位公差對鉆攻中心機床整機的精度影響至關(guān)重要,，在解決這一技術(shù)難題上,，我們重點研究了內(nèi)孔與外園的平行以及外形相互平行和垂直。這個技術(shù)難點的解決,，將會使我們冷加工的工藝水平有著歷史性的突破,。為了解決這個技術(shù)難點，我們重點在加工流程上做了重大改進,。 1),、熱處理的研究 工件的熱處理的研究，從專業(yè)的概念上來說不應(yīng)該在我們的研究范圍內(nèi),，但調(diào)質(zhì)和高溫回火會給這種較長工件帶來的不定量的變形,，對我們的工藝方案制定也起著至關(guān)重要的作用。另外滲氮處理滲氮層的深度也直接影響工藝工序的安排和各工序間的留量問題,。因此,，在這個攻關(guān)項目中對熱處理的深入研究也是非常必要的。(見氮化后硬度一深度變化曲線示意圖),。另一方面氮化時雖然彎曲變形較小,，但絕不能校正氮化前的變形，而只能比原來變形大,，這就必須給氮化后的磨削留有足夠的余量,，以便能達到零件全長上直線度的要求。 2),、工藝改進的主要內(nèi)容: 依據(jù)氮化后硬度一深度變化曲線示意圖,，我們工藝流程做了重大改進; 第一:在主軸氮化前增加半精磨7:24錐孔，利用較精確的檢測手段嚴(yán)格控制錐孔留量,，有效保證氮化后精磨錐孔時氮化層的去除量,，從而使主軸錐孔獲得維氏硬度HV≥900的硬度及0.5的氮層深度。 第二:第二次半精磨外圓工序安排在氮化后進行,。該工序在錐孔內(nèi)裝上錐度芯軸,，另一端裝上漲芯，兩端頂好,，一端頂漲芯中心孔,，一端頂錐度芯軸中心孔，再用開式中心架架好外圓Φ110h8(躲開鍵槽),，磨外圓至Φ110.05士0.01,，第二次半精磨外圓是為了使后來精磨外圓時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力首先反映出來，這樣精磨對鍵槽的精度會提高,，也比較穩(wěn)定,，又因有半精磨外圓的基礎(chǔ)，精磨外圓時對鍵槽的影響就很小了。 第三:半精磨錐孔,，錐孔加工是主軸加工的重點及難點之一,，為控制錐孔氮化層硬度及深度安排兩次半精磨錐孔工序。
上述幾種電火花加工螺紋的方式除了能加工圓柱螺紋外,，一般稍作改變后,，通常還能加工錐度螺紋。為了形成錐度,，有兩個方法: 1,、圓錐螺紋電極式同步或倍角共扼回轉(zhuǎn)式中工件與電極兩轉(zhuǎn)軸仍保持平行，先整修工件預(yù)孔或柱面錐度,，在此基礎(chǔ)上用圓錐螺紋電極以軸向分段移位徑向定量進給逐步逼近法加工錐度螺紋,，可使牙型成形比較精確。圖2-30 (a)為加工錐度內(nèi)螺紋,，圖2-3D(b)為加工錐度外螺紋的布局及運動方式,。 行星共扼式可仿效上而情況用圓錐螺紋電極加工錐度螺紋，電,、極繞本身軸線作自轉(zhuǎn)的同時還繞工件軸線作公轉(zhuǎn),。圖2-31(a)為加工錐度內(nèi)螺紋,，圖2-3 (b)為加工錐度外螺紋的布局及運動方式,。 圖2-32是用圓錐螺紋電極以平動擴張式加工錐度螺孔。 2,、圓柱螺紋電極交角式同步或倍角共WE回轉(zhuǎn)式中l(wèi)件與電極兩轉(zhuǎn)軸相交成‘角(e為錐度螺紋斜角),，亦先整修工件預(yù)孔或柱面錐度，然后用圓柱螺紋電極加工,，電極按本身軸向作分段移位沿徑向作定量進給以形成錐度螺紋,。圖2-33(a)為加工錐度內(nèi)螺紋，圖2-33(b)為加工錐度外螺紋的布局及運動方式口 行星共扼式用圓柱螺紋電極加工錐度螺紋時使電極軸線偏斜一個'P角,，電極繞本身軸線作自轉(zhuǎn)的同時還繞工件軸線作公轉(zhuǎn),。圖2-34(a)為加工錐度內(nèi)螺紋，圖2-34(b)為加工錐度外螺紋的布局及運動方式,。 圖2-35)是用卷繞在圓柱體上的螺旋狀金屬絲作工具電極,，在圓錐面上以同步共扼回轉(zhuǎn)式加工兩端不通頭的螺旋狀油槽。 以上兩個方法各有特點,，均可采用,。圓錐螺紋電極式可直接適用于普通的回轉(zhuǎn)電火花加工螺紋機床，但電極制造比較麻煩,。圓柱螺紋電極交角式電極可方便地按常規(guī)方法制造,，但機床上的工件或電極頭架要有分度精度較高的轉(zhuǎn)向機構(gòu)。
加工中心排屑機,，也被稱為排屑器,，是將加工中心切削過程中,，切削下來的金屬廢料運送至指定容器的機器。 加工中心排屑機一般分為四種:鏈板式除屑運送機,、刮板式除屑運送機,、磁性除屑運送機、螺旋式除屑運送機,。 1,、螺旋式排屑運送機 本設(shè)備經(jīng)過減速機驅(qū)動帶有螺旋葉的旋轉(zhuǎn)軸推進物料向前（向后），會集在出料口,，落入指定方位,，該機布局緊湊，占用空間小,，設(shè)備使用方便,，傳動環(huán)節(jié)少，故障率極低,，特別適用于排屑空間狹小,，其他排屑方式不易設(shè)備的機床。 2,、刮板式除屑運送機 刮板排屑設(shè)備的運送速度挑選規(guī)模廣,，作業(yè)效率高，有用排屑寬度多元化,，可提供足夠的選用規(guī)模,，如數(shù)控機床，加工中心,，磨床和自動線,。在處置磨削加工中的金屬砂粒、磨粒,，以及汽車行業(yè)中的鋁屑效果對比好,，刮板兩頭裝有特制鏈條，刮屑板的高度及散布距離可隨機描繪,，因此傳動平穩(wěn),，布局緊湊，強度好,。并可依據(jù)用戶需求加鋼網(wǎng)反沖,、刮屑器、渦流別離器,、油水別離器等構(gòu)成歸納過濾體系進步商品外表加工精度,，節(jié)省冷卻液，下降工人勞動強度，是一種使用對比廣泛的機床輔佐設(shè)備,。 3,、集屑車 集屑車用于搜集各類排屑器從加工中心傳送的各種切屑，底部裝有輪子,，可將切屑送出作業(yè)場地,，便于會集整理，分為干式與濕式兩種,，干式料箱能夠歪斜,，將切屑倒出即可，濕式是在干式基礎(chǔ)上加雙層濾網(wǎng),，放油閥,，以便于切屑中的冷卻液與切屑別離，起到收回與環(huán)保效果,，并可依據(jù)不一樣排屑量與用戶需求,，描繪各種容積與功用不一樣的集屑車。
中小企業(yè)對小型加工中心市場需求量逐年增升 很多中小企業(yè)都在大量采購小型加工中心,，因為小型加工中心性價比極高,，加工出來的工件能夠滿足一般需求。小型加工中心經(jīng)過的長時間的發(fā)展與完全,，我公司生產(chǎn)的小型加工中心的科技含量已經(jīng)達到了國際領(lǐng)先水平,，特別是ME520加工中心上的技術(shù)更是讓使用者贊不絕口。由于實用價值比較高,，越來越多的企業(yè)都在使用小型加工中心,，小型加工中心在市場上的需求量在逐年增加。不僅在國內(nèi)市場,，在國外的工業(yè)市場上也少不了海天精工生產(chǎn)的小型加工中心，它不僅得到了國人的認可,，它高超處理工藝讓很多外國人也非常傾佩服,。小型加工中心市場需求量增加的影響小型加工中心的市場需求量增加，著從表面上分析看似沒有過于激動人心的消息,，但是如果從實質(zhì)上去考慮,，得到的結(jié)論會大不相同。小型加工中心的市 場需求量增加,，不僅是因為工業(yè)企業(yè)需要這類加工器械的原因,，更多的是因為小型加工中心的性價比較高，能夠為企業(yè)帶來更多的利益,。小型加工中心在國際上被很多商家認可,，這不僅標(biāo)志著我國的工業(yè)水平已經(jīng)達到了國際化標(biāo)準(zhǔn)，更體現(xiàn)出我國科學(xué)技術(shù)含量已經(jīng)走在了國際化的前端，我國的國際形象更是得到了提升,。小型加工中心的需求量在未來會在度增長海天精工科研人員與小型加工中心的生產(chǎn)廠家看到小型加工中心的國際工業(yè)市場價值,，感到非常的欣慰，他們將此作為企業(yè)發(fā)展的動力,，會大力研究小型 加工中心,，想在技術(shù)含量上得到更進一步的提升。在未來,，我公司生產(chǎn)的小型加工中心的國際形勢會穩(wěn)步增長,，絕對不會出現(xiàn)曇花一現(xiàn)的局面，因為商家本著將企業(yè)立足于未來的發(fā)展理念,。小型加工中心的技術(shù)含量會在較短的時間得到更大的提升,，屆時會有更多商家認可小型加工中心，會有更多的企業(yè)去使用小型加工中心,。它未來發(fā)展前景會更廣,。海天精工科研人員的不懈努力下，我公司生產(chǎn)出的小型加工中心的市場價值會更高,，市場需求量的增長趨勢會更快,。
在國際工業(yè)經(jīng)濟市場中，我國生產(chǎn)的小型加工中心已經(jīng)占有了一定的市場比例,。我國生產(chǎn)的小型加工中心主要與機床相結(jié)合,，在機床中加入小型加工中心使機床的性能能完善從而被更多的商家認可。在小型加工中心的推動下,，我國今年第一季度機床的出口額竟然達到了 9.6億美元,，這與去年相比增長了8.52%，在進口額上竟然下降了15%,。這組數(shù)據(jù)讓很多人心奮不已,，隨著我國制度的不斷完善，我國對小型加工中心上的重視度越來越高,，在科技人員與銷售人員的共同努力下,，我國的工業(yè)出口額發(fā)生了翻天覆地的變化。 小型加工中心出口量增長的影響 全球的工業(yè)在近兩年都顯示出不景氣的現(xiàn)象,，但在這種環(huán)境下,，我國工業(yè)的出口量還能保持穩(wěn)增不降的局面，這充分說明了我國的工業(yè)科技水平有了顯著 的提高,。特別是小型加工中心不僅能夠保持增長,，而且增長的趨勢非常的明顯，這對推動我國工業(yè)的進一步的發(fā)展提供了有力的保障,。全球的工業(yè)都在逐步進入到科技完善化,，在這種壓力較大的情形下,，我國的制造的小型加工中心還能在全球的工業(yè)市場中穩(wěn)扎穩(wěn)打站住腳步，這讓國人更為自豪,，國人對我國工業(yè)的發(fā)展充滿了信 心,，將會有更多的人去選擇工業(yè)的發(fā)展方向，我國有將會出現(xiàn)更多的工業(yè)人才,。 預(yù)計我國小型加工中心的出口量會持續(xù)遞增 工業(yè)在水平出現(xiàn)曇花一現(xiàn)的狀況不能說明一個國家工業(yè)的強大,，小型加工中心只在一段時間的發(fā)展較為明朗也不能證明這個國家的工業(yè)水平較高。要想在 全球的工業(yè)市場中擁有立足之地,，就必須能夠保持永勝不衰的狀況,。雖然加工中心在近年的出口量不斷增加，但是我國并沒有驕傲,，仍大力去抓加工中心的科技技術(shù),，想在未來設(shè)計出價值更多的數(shù)控加工中心。正因為這種思想的存在,，我國設(shè)計出的數(shù)控加工中心在未來幾年的出口量會穩(wěn)增不減,，還會將小型加工中心加入到更多的科技產(chǎn)品中。 立式加工中心的飛速發(fā)展帶動了我國工業(yè)的整體發(fā)展,。
加工中心復(fù)合化與機器人有效結(jié)合打破工藝界限,，機床的復(fù)合加工也是當(dāng)今數(shù)控機床發(fā)展的一大趨勢。自20世紀(jì)90年代德國WFL公司發(fā)明車銑復(fù)合加工中心以來.日本MAZAK,韓國大宇(斗山)以及德國DMG等均不斷有新款推出,。我國的杭州大天,、北京一機床、青海一機床,、秦川發(fā)展等也相繼推出車銑,、銑車、銑磨等復(fù)合加工中心機床,，在CIMT2009上,，杭州大天、北一,、沈陽機床,、大連機床以及陜西三豐、長沙金嶺等都有產(chǎn)品展出,。工業(yè)機器人在機床上的應(yīng)用.也是當(dāng)今數(shù)控機床發(fā)展的一大趨勢，在歐,、美,、日等許多24小時無人化工廠內(nèi)，工業(yè)機器人已起到了主角作用,。在中國國際機床展覽會(CIMT) 2009上.日本發(fā)科(FANUC),、日本電裝(DENSO )等公司詳盡地展示了此頂技術(shù).機器人不僅僅起到物流搬運作用,，甚至還可進行切削加工。德國德馬吉(DMG)在展會期間的新聞發(fā)布會上也介紹了其將工業(yè)機器人技術(shù)在機床上的創(chuàng)新應(yīng)用,，這種機器人有6-7軸運動關(guān)節(jié).可直接在機床上做抓取工件的各種動作,。工業(yè)機器人同機床有效地結(jié)合在一起，讓機器人從事簡單而且重復(fù)的勞動,，不僅可提高生產(chǎn)效率.******限度降低生產(chǎn)成本.同時機器人不會疲勞且不會產(chǎn)生錯誤.因而對生產(chǎn)地址的穩(wěn)定起到了很大的作用,。
目前，我國機床工業(yè)在規(guī)模方面具有相對比較優(yōu)勢,，但與機床制造強國相比較,，在結(jié)構(gòu)、水平,、研發(fā)和服務(wù)能力等方面都還存在明顯的差距,。 ①低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩引發(fā)價格戰(zhàn)，而高端產(chǎn)品主要依賴進口,。2009年國產(chǎn)機床的市場占有率雖然已上升至70.1%.但是進口機床仍高達59億美元.其中金切機床45.6億美元,，金屬成形機床13.4億美元。進口產(chǎn)品幾乎都是高檔數(shù)控機床(包括成套生產(chǎn)線),?？梢姡槍Ω叨水a(chǎn)品的需求,，國產(chǎn)加工中心機床長期以來一直存在所供非所需,、所需不能供的結(jié)構(gòu)性矛盾，目前雖有改善,，但仍然沒有從根本上改變: ②高性能數(shù)控系統(tǒng)和功能部件的發(fā)展滯后于主機,，并已成為制約高端數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸; ③自主創(chuàng)新能力不強?；A(chǔ),、關(guān)鍵、共性技術(shù)尚未完全掌握,，以企業(yè)為主體,，產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合，開放式,、社會化的研發(fā)體系建設(shè)尚處于探索構(gòu)建階段; ④我國機床工業(yè)還沒有實現(xiàn)由生產(chǎn)制造向服務(wù)制造模式的轉(zhuǎn)型,。尤其是工程集成能力弱，為汽車等重點行業(yè)核心制造領(lǐng)域提供成套生產(chǎn)線還處于起步階段; ⑤產(chǎn)業(yè)集中度不高,。企業(yè)多而散.全行業(yè)企業(yè)多達5944家;主機企業(yè)大而不強,。小而不精;配套能力弱，產(chǎn)業(yè)分工不清晰;與數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展相適應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈體系還不夠完善; ⑥高端人才匱乏,，尤其是缺少高端數(shù)控機床,、數(shù)控系統(tǒng)和功能部件研發(fā)的領(lǐng)軍人水缺少高級技工,，缺少具有國際化視野的復(fù)合型管理人才。目前,，高端人才不足已成為制約數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)快速,、可持續(xù)發(fā)展的深層次原因。