龍門加工中心有多種結構形式,但最典型和最常見的是床身與立柱之間的連接。其最大特點是整體剛性好,兩部分位置相對固定,現(xiàn)場安裝方便。但它也有一些缺點,即由于金屬特性的影響,床身在受到溫度變化時會熱脹冷縮,導致整機相互干擾,工件加工精度產生誤差。也就是我們常說的三個一:1m、1℃和0.01mm的變化在上一期《余老師講堂》中,我們介紹了一些“大型機床基礎零件安裝”的成功經驗。本期,我們介紹了龍門加工床身和柱安裝兩種形式。
1不同的加工刀絞反映在立柱上有什么變化?
當機床精度滿足技術要求且不受溫度影響時,用平面銑刀銑削工件時,刀紋應呈十字網狀紋。
相反,如果床身受到溫度變化,會導致立柱前傾或后傾。這時,在加工和銑削工件時,主軸中心線與工作臺的垂直度會發(fā)生變化。當床身向前傾斜時,加工刀具線會顯示正線,而當床身向后傾斜時,會顯示反線。刀盤越大,加工平面的中部越凹。如果龍門加工中心橫梁的精度發(fā)生變化,銑削大平面時,刀具會出現(xiàn)明顯的臺階現(xiàn)象。變化越大,步進誤差越大。
同樣,在立式加工中心和臥式加工中心的機床上,用平面銑刀加工時,基本上可以通過觀察工件加工后的刀線來判斷機床的精度狀態(tài)。
為了解決和減少溫度變化引起的床身與立柱之間的干涉,有些龍門機床采用了兩體分離,不直接連接的設計方案。在床身兩側使用兩個長度不同、不受力的定位工藝桿裝置,控制床身左右兩側立柱的安裝尺寸和立柱的轉動自由度,使床身不受溫度變化的影響,不影響立柱的傾斜和傾斜度,從而保證和提高產品的加工精度。
這種結構有一定的優(yōu)勢,但是對于機床的安裝工藝有一定的技術難度。
2整體vs拆分,差別有多大?
當我們在現(xiàn)場使用上述兩種不同類型的龍門加工中心加工長度為5米9孔、直線度為0.06毫米的大型柴油機機體的主軸孔時,發(fā)現(xiàn)整體連接的機床因溫度變化引起的全長直線度和相鄰誤差的超差概率遠高于單獨連接的機床。這說明數(shù)控機床的動態(tài)精度和靜態(tài)幾何精度是密不可分的,才能保證產品精度滿足工藝要求。
3如何給機床“降溫”才能治標治本?
將熱源從設計的源頭隔離開來,盡量減少熱源對基礎部件的影響,特別是對加工精度要求嚴格的產品,盡量一步連續(xù)完成加工,不中斷,以減少機床長時間加工和溫度變化對產品加工精度的影響。機床關鍵部位發(fā)熱,相當于人生病發(fā)燒后,人體各個器官的紊亂。
總之,溫度的變化會對數(shù)控機床的正常工作和加工精度產生一定的影響。減少熱源、隔熱散熱是減少龍門銑床熱變形的關鍵措施。