VMC系列立式加工中心
作者：发布日期：2011-1-15 19:15:55点击：735
板类、盘类、IT产业、精密仪器、中小型箱体、模具制造等机械
加工行业对高速、高效、精密型立式加工中心的需求而最新开发
的一种高性能产品。
机床特点：
●机床采用传统O型布局，具有结构紧凑、外观整洁、占地
面积小的特点。
●床座、立柱、滑板等构件采用热对称和箱型密筋格筋板设
计，树脂砂造型，精度稳定、刚性高。
●机床X、Y、Z三向行程大，特别适宜模具制造行业对加大行程的特殊需求。
●主轴采用进口部件总成，全无级调速。回转精度高、刚性好、动平衡精度高。主轴上带有位置环反馈装置，
用了高性能的AC主轴电机，机床可以实现高速刚性攻丝功能。
●主轴采用浮动反扣式打刀，避免了打刀力向主轴轴承上的传递，有效提高了主轴的寿命。
●机床采用AC7.5/11kW主轴电机，主轴转速高、功率大，适宜高金属去除率及高效加工需要。
●X、Y、Z三个方向均采用NSK高精度专用丝杠轴承，并通过预拉伸，保证了进给轴的刚性和精度。
●机床采用全封闭防护，机、电、气一体化设计，布局先进、清洁环保、操作方便、维护简单。
主要规格参数：
CCK6140型数控车床
价比极优的数控车床。机床结构成熟、制造精良、批量生产、是我公司的主
力机型之一。机床广泛适用于盘类、套类、短轴类以及内外螺纹、锥面、球
面的批量车削加工。机床具有如下特点：
●机床采用平床身、宽支撑硬轨布局以及全防护外观造型设计。机床配
置齐全、造型美观、刚性及精度好，可靠性、易操作维修性、安全性俱佳。
●机床比同等规格其它厂家机床导轨跨距大、刚性高，导轨采用超音频
淬火，精度高、精度保持性好。
●机床主轴箱采用两档齿轮变频变速，可满足用户对较大扭矩、精密切
削的工件条件的车削需求。机床可选择配置FANUC伺服主轴。
●机床可选用可调式排刀，便于刀尖中心高调整，同时给灵活采用不同规格刀方的刀具加工带来方便。
●机床采用了模块化设计。除了数控系统多种可选外，机床还可以根据用户的要求，选择不同配置的刀架：立式4工位、卧式6
位电动刀架或者排刀。根据需要，还可以配置简易棒料输送机。
●机床采用单、双门整体式全防护，操作方便。
●结构成熟并已大批量生产，正式投放市场后已累计销售500余台，积极选用是您的明智之举。
主要规格参数：
加工中心常用刀具参数(普通机） 刀具转速进刀切削吃刀量退刀 d32r5 1900 1500 1800 0.6 1300 d25r5 2100 1300 1500 0.6 1200 d20r5 2200 1100 1300 0.5 800 d16r0.5 2400 1000 1100 0.4 800 d12r0.5 2600 800 1000 0.35 600 d10r0.5 2800 700 800 0.35 600 d8r0.5 3000 600 600 0.3 500 d6r0.5 3200 450 500 0.25 400 d12 2800 800 1000 0.35 600 d10 2800 700 800 0.35 600 d8 3000 600 600 0.3 500 d6 3200 450 500 0.25 400 d4 3500 300 400 0.2 400 d12r6 3200 800 1000 0.3 600 d10r5 3600 700 800 0.25 600 d6r3 4000 450 500 0.2 400 d4r2 4800 300 400 0.15 400 d2r1 5600 250 300 0.1 300 d1r0.5 6800 200 200 0.08 250 加工中心常用刀具参数(高速机) 刀具转速进刀切削吃刀量退刀 d16r0.5 6500 1000 1100 0.35 800 d12r0.5 7000 800 1000 0.3 600 d10r0.5 7500 700 800 0.3 600 d8r0.5 8000 600 600 0.3 500 d6r0.5 8500 450 500 0.2 400 d12 7000 800 800 0.35 600 d10 7500 600 650 0.3 600 d8 8000 500 600 0.3 500 d6 10000 350 400 0.25 400 d4 12000 200 300 0.2 300 d2 14000 150 250 0.15 250 d1 16000 150 200 0.1 200 d0.8 21000 100 150 0.06 200 d12r6 8500 600 800 0.25 600 d10r5 8800 500 650 0.2 600 1
第七节 系统参数 系统参数不正确也会使系统报警。另外，工作中常常遇到工作台不能回到零点、位置显 示值不对或是用MDI键盘不能输入刀偏量等数值，这些故障往往和参数值有关，因此维修时若确认PMC信号或连线无误，应检查有关参数。 一．16系统类参数 1．SETTING 参数 参数号 符号 意义 16-T 16-M 0/0 TVC 代码竖向校验 O O 0/1 ISO EIA/ISO代码 O O 0/2 INI MDI方式公/英制 O O 0/5 SEQ 自动加顺序号 O O 2/0 RDG 远程诊断 O O 3216 自动加程序段号时程序段号的间隔O O 2．RS232C口参数 20 I/O通道（接口板）： 0,1: 主CPU板JD5A 2: 主CPU板JD5B 3: 远程缓冲JD5C或选择板1的 JD6A(RS-422) 5: Data Server 10 :DNC1/DNC2接口 O O 100/3 NCR 程序段结束的输出码 O O 100/5 ND3 DNC运行时:读一段/读至缓冲器满 O O I/O 通道0的参数: 101/0 SB2 停止位数 O O 101/3 ASII 数据输入代码:ASCII或EIA/ISO O O 101/7 NFD 数据输出时数据后的同步孔的输出O O 102 输入输出设备号: 0：普通RS-232口设备（用DC1-DC4 码） 3：Handy File（3″软盘驱动器） O O 103 波特率： 10：4800 11：9600 12：19200 O O
1001/0 INM 公/英制丝杠 O O 1002/2 SFD 是否移动参考点 O O 1002/3 AZR 未回参考点时是否报警（#90号） O 1006/0,1 ROT,ROS 设定回转轴和回转方式 O O 1006/3 DIA 指定直径/半径值编程 O 1006/5 ZMI 回参考点方向 O O 1007/3 RAA 回转轴的转向(与1008/1:RAB 合用) O O 1008/0 ROA 回转轴的循环功能 O O 1008/1 RAB 绝对回转指令时,是否近距回转 O O 1008/2 RRL 相对回转指令时是否规算 O O 1260 回转轴一转的回转量 O O 1010 CNC 的控制轴数(不包括PMC 轴) O O 1020 各轴的编程轴名 O O 1022 基本坐标系的轴指定 O O 1023 各轴的伺服轴号 O O 1410 空运行速度 O O 1420 快速移动(G00)速度 O O 1421 快速移动倍率的低速(Fo) O O 1422 最高进给速度允许值(所有轴一样) O O 1423 最高进给速度允许值(各轴分别设) O O 1424 手动快速移动速度 O O 1425 回参考点的慢速 FL O O 1620 快速移动G00时直线加减速时间常数 O O 1622 切削进给时指数加减速时间常数 O O 1624 JOG 方式的指数加减速时间常数 O O 1626 螺纹切削时的加减速时间常数 O 1815/1 OPT 用分离型编码器 O O 1815/5 APC 用绝对位置编码器 O O 1816/4,5,6 DM1--3 检测倍乘比DMR O O 1820 指令倍乘比CMR O O I/O 通道1的参数: 111/0 SB2 停止位数 O O 111/3 ASI 数据输入代码:ASCII 或EIA/ISO O O 111/7 NFD 数据输出时数据后的同步孔的输出 O O 112 输入输出设备号: 0：普通RS-232口设备（用DC1-DC4码）3：Handy File（3″软盘驱动器） O O 113 波特率：10：4800 11：9600 12：19200 O O 其它通道参数请见参数说明书。 3．进给伺服控制参数
/9 机床振动是加工过程中不可避免的，它不仅使工件和刀具的相对位置发生变化，影响加工精度，而且加速了刀具磨损，进一步影响加工精度，同时还产生污染环境的噪声。研究表明，机床的加工质量在很大程度上取决于机床所产生的振动，特别是高速、高精度的机床，振动对其影响尤其明显，因此，机床振动是机床动态特性研究的首要问题[1]。 BVG 系列高速立式加工中心是北京机电院研制开发的一种轻型龙门式高速铣床，工作台实现一个直线轴，主轴实现两个直线轴的运动，定位精度为：X ：0．010mm ，Y 、Z ：0．008mm 。研究机床立柱在切削载荷不同作用时间条件下的振动及衰减情况，可为提高机床加工性能提供理论性指导及建议。 1有限元模型的建立 利用Pro /E 建立立柱的三维模型，为减少计算量，提高计算精确度，对模型进行适当简化。 1）去掉结构中存在的小倒角和小圆角（R 5及以下 的圆角简化为直角，R 5以上的圆角按实际尺寸保留）； 2）去掉结构中存在的小台阶以及对分析影响不大的凸台； 3）去掉次级安装孔及部件上各个附件的安装面。简化后，模型如图1所示。 将简化好的模型导入Abaqus 软件，定义材料属性为铸铁，密度ρ为7200kg /m 3，弹性模量E 为210GPa，泊松比μ为0．28。立柱模型较为复杂， 采取自由网格划分方式，并采用单元精度较高的10节点修正二次四面体单元C3D10M 对立柱进行网格划分，模型总节点数46667，单元数2305。定义立柱与床身的连接表面为完全固定约束(如图2所示)。 2立柱的模态分析 在结构动力学分析中，模态分析扮演着重要角色， 它主要用于计算模型的固有模态的两个基本参数：固有频率和振型。它们表明了系统自由振动的特性，是系统固有的。参考结构的固有频率，一方面可以在设计与改进时使结构的固有频率避开其在使用过程中的外部激励频率；另一方面，通过对模态振型的分析，了解部件的弯曲刚度和扭转刚度的分布情况，找出部件结构的薄弱环节和可能的破坏区域从而为部件动力学优化设计提供必要的依据。 设置Abaqus 的分析步类型为频率，提取立柱的前30阶固有频率值。立柱的一、二阶振型如图3、4所示。立柱的前10阶固有频率见表1。 立柱在切削力冲击作用下的主要运动方向是沿Z 基于Abaqus 的高速立式加工中心立柱冲击振动研究＊ □ 王延忠1 □ 吕晓宇1 □ 孙红梅1 □ 刘 强1 □ 高琦2□沈华红2 1．北京航空航天大学机械学院 北京 1001912．北京机电院高技术股份有限公司 北京 100027 摘 要：以BVG 系列高速立式加工中心的立柱为对象，通过有限元分析软件Abaqus ，研究立柱在不同冲击载荷作用 时间下的振动衰减、变形、应力变化情况，为机床减少振动、提高机床加工性能提供理论参考。 关键词：立柱 Abaqus 冲击振动 中图分类号：TH113．1；TB122 文献标识码：A 文章编号：1000－4998(2010)09－0024－03 Abstract:Taking the column of the series BVG high －speed vertical machining center as an example，the research on the impact vibration，deformation and stress variation under different impact loads is carried out with the help of the finite element analysis software Abaqus，thus providing the theoretical guidance for reduction of vibration and improvement of machining perfor-mance． Key Words:Column Abaqus Impact Vibration 研究·开发 ＊国家科技重大专项项目(编号：2009ZX04001-012-02)收稿日期：2010年4月
CNC加工中心刀具的选择与切削用量 的确定 收藏此信息打印该信息添加：佚名来源：未知 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用C AD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 1.数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。 根据刀具结构可分为： 1)整体式； 2)镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种； 3)特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。
根据制造刀具所用的材料可分为： 1)高速钢刀具； 2)硬质合金刀具； 3)金刚石刀具； 4)其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等 从切削工艺上可分为 : 1)车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； 2)钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； 3)镗削刀具； 4)铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： 1)刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； 2)互换性好，便于快速换刀； 3)寿命高，切削性能稳定、可靠； 4)刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； 5)刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； 6)系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 2.数控加工刀具的选择
加工中心切削参数表 加工中心切削参数表 种类参切削参数粗加工精加工平面加工备注刀具悬伸长度 刀具直径数 飞刀 2 aa(mm) 0.5 0.2 0.2 E10R0.8 粗加工参数指材料硬度在刀长在50以 下 HRC30-50，对于低于此硬度飞刀 2 ar(mm) 8 0.2 8 E10R0.8 刀长在50以下的材料，切深可增大飞刀 2 F(mm/min) 1000 1000 600 E10R0.8 刀长在50 以下飞刀 2 S(转/min) 3200 3200 3500 E10R0.8 刀长在50以下飞刀 2 寿命(min) 60 \ 60 E10R0.8 刀长在50以下飞刀 2 \ \ \ E10R0.8 金属去除率刀长在50以下飞刀 2 aa(mm) 0.5 0.2 0.2 E12R0.8 粗加工参数指材料硬度在刀长 在60以下 HRC30-50，对于低于此硬度飞刀 2 ar(mm) 10 0.2 10 E12R0.8 刀长在60以 下 的材料，切深可增大飞刀 2 F(mm/min) 1000 1000 700 E12R0.8 刀长在60 以下飞刀 2 S(转/min) 3000 3000 3500 E12R0.8 刀长在60以下飞刀 2 寿命(min) 60 120 60 E12R0.8 刀长在60以下飞刀 2 \ \ \ E12R0.8 金属去除率刀长在60以下飞刀 2 aa(mm) 0.5 0.2 0.2 E16R0.8 粗加工参数指材料硬度在刀 长在90以下 HRC30-50，对于低于此硬度飞刀 2 ar(mm) 13 0.2 13 E16R0.8 刀长在90以 下 的材料，切深可增大飞刀 2 F(mm/min) 900 1800 800 E16R0.8 刀长在90以 下飞刀 2 S(转/min) 2500 3000 3000 E16R0.8 刀长在90以下飞刀 2 寿命(min)
立式加工中心的分类 马毅， 【摘要】介绍了立式加工中心的分类及结构 【关键词】立式加工中心；分类；结构 The classification of Vertical Machine Center Ma yi ， 【Abstract】：This paper introduces classification and structure of vertical machine center 【Keywords】：vertical machine center; classification；structure 一、概述 进入21世纪,我国机床制造业面临着市场需求旺盛而引发的制造装备业发展的良机,机床是机械制造的工作母机，是装备制造的基础设备，主要应用领域是汽车、船舶、工程机械、军工、农机、电力设备、铁路机车、阀门等行业。在汽车、船舶、工程机械等行业的产能扩张压力的推动下，机床工业正迎来快速发展阶段。 数控机床是现代制造业的基础装备，一个国家数控机床的水平高低和拥有量是衡量国家综合经济实力和国防安全的重要标志。当今，数控机床已成为机床市场消费的主流产品，我国汽车、航天航空、船舶、一般机械、铁路机车、军工和高新技术产业的发展为数控机床提供了广阔的市场。 加工中心是典型的数控机床，它的产销量占数控机床市场的30％～40％，立式加工中心是加工中心中的主要产品，它的主轴轴线垂直于水平面。立式加工中心主要的用户层面为：以看好的汽车零部件行业为首，还有工程机械、军工、模具、阀门、飞机、医疗设备、电力、光学设备等行业。立式加工中心的产销量占加工中心市场的60％～70％，2007年，国内生产立式加工中心近9000台，并且从国外进口立式加工中心近11000台。即国内立式加工中心年需求量近20000台，市场需求量巨大。 二、立式加工中心的分类 1.定立柱式立式加工中心（即工作台运动，立柱固定型结构） 定柱式立式加工中心，又称工作台运动式立式加工中心。此类立式加工中心产销量占立式加工中心市场的75％左右，大多数机床制造厂家都有此类结构的机床。此类机床属于传统
法兰克加工中心K参数（FANUC 31i) K0.1=0 : 快速编辑器的上下光标，移动仅限于上下移动。 =1 : 快速编辑器的上下光标，在上下移动后移动到行的开头位置。 K0.2=0 : 工件坐标画面的自动设定为X,Y,轴 =1 : 工件坐标画面的自动设定为 X,Y,X,轴 K0.3=0: 急停不关闭机内清洗冷却剂 =1: 急停关闭机内清洗冷却剂 K0.4=0: 刀具重量3KG =1: 刀具重量2KG
K0.5=0: 诊断报警窗口自动显示功能无效 =1: 诊断报警窗口自动显示功能有效 K0.6=0: 简化NC系统画面的配置 =1: 不简化NC系统画面的配置 K0.7=0: 换刀后不重新启动冷却剂 =1: 换刀后重新启动冷却剂 K1.0=0: 刀具松开时报警 =1: 刀具松开时不报警 K1.1=0: 奇偶校验按偶数进行 =1: 奇偶校验按奇数进行 K1.2=0: 所有轴互锁信号OFF，不停止主轴转动
=1: 所有轴互锁信号OFF，停止主轴转动 K1.3=0: 程式保护状态下禁止转塔恢复动作 =1: 程式保护状态下可执行转塔恢复动作 K1.4=0: 接通电源时进行倍率值的初始化 =1: 接通电源时不进行倍率值的初始化 K1.6=0: 坐标/刀具补偿画面显示中，按下菜单按钮则切换画面 =1: 坐标/刀具补偿画面显示中，即使按下菜单按钮也不切换画面 K1.7=0: 按下复位键不停止主轴冷却剂 =1: 按下复位键停止主轴冷却剂
K2.6=0: 位置开关设定换刀允许区域 =1: 位置开关设定换刀禁止区域 K2.7=0: 换刀禁止区域设定功能无效 =1: 换刀禁止区域设定功能有效 K3.0=0: 主轴气洗为节能控制 =1: 主轴气洗为常开 K3.1=0: 自动激光测量实验用接口无效 =1: 自动激光测量实验用接口有效 K3.2=0: 不使用第四轴的夹紧/松开 =1: 使用第四轴的夹紧/松开 K3.3=0: 在第四轴松开过程中X、Y、Z、轴移动
加工中心的刀具及参数选择 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。 一、数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为： ①整体式； ②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；
③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。 根据制造刀具所用的材料可分为： ①高速钢刀具； ②硬质合金刀具； ③金刚石刀具； ④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。 从切削工艺上可分为： ①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； ②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； ③镗削刀具； ④铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点： ⑴刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小； ⑵互换性好，便于快速换刀； ⑶寿命高，切削性能稳定、可靠； ⑷刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； ⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； ⑹系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。 二、数控加工刀具的选择 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因
普通加工中心钨钢平铣刀的切削参数 切削材料模具钢料(30≤硬度HRC≤40) 刃径(d) 转速(S) 进刀(F) 切削量(H) 0.5 6000-8000 250 0.005 1 6000-8000 300 0.01 1.5 6000-8000 300 0.015 2 6000-8000 350 0.02 2.5 6000-8000 350 0.02 3 3500-4500 500 0.03 4 2500-3500 600 0.05 5 2500-3000 800 0.05 6 1800-2500 1000 0.08 8 1500-2000 1000 0.08-0.15 10 1200-1800 1100 0.1-0.2 12 1000-1500 1200 0.2-0.3 14 1000-1200 1200 0.2-0.3 16 1000-1200 1200 0.25-0.35 切削材料黄铜(硬度HRC≤30 铍铜硬度HRC35-42) 刃径(d) 转速(S) 进刀(F) 切削量 0.5 6000-8000 300 0.01 1 6000-8000 300 0.01 1.5 6000-8000 350 0.01 2 6000-8000 350 0.02 2.5 6000-8000 350 0.02 3 4500-5000 600 0.03 4 4000-4500 800 0.05 5 3500-4000 1000 0.05 6 3000-3500 1000 0.1 8 2500-3000 1000 0.1-0.2 10 2000-2500 1200 0.2-0.3 12 1500-2000 1300 0.3-0.5 14 1500-2000 1500 0.3-0.5 16 1200-1500 1600 0.5 注解： 1 以上参数是以普通加工中心(主轴转速最高8000)的钨钢铣刀为准，它的表面硬度一般是 HRC45-55(洛氏硬度)左右 2 以上参数是以挖槽(又名等高铣，Cavity_Mill)为准，若是铣外形，则可以多点切削量， 如￠12的铣铜，切削量可以给0.8-1MM
高速立式加工中心主轴箱结构设计及分析 文怀兴1,陆 君1,吕玉清2 (1.陕西科技大学机电工程学院,陕西西安 710021) (2.宁夏中卫大河机床有限责任公司,宁夏中卫 755000) 摘要:以高速立式加工中心主轴箱为研究对象,为满足高速加工中心整体性能的需要,利用Pro/E 软件,建立了4种主轴箱结构的三维模型,分别进行了主轴箱的力学分析和静、热刚度计算,并对4种方案中最优的设计方案进行了合理的结构优化。分析结果表明,箱体内筋板是影响主轴箱整体刚度的重要因素,并通过优化设计改进了筋板结构布局,提高了箱体刚度。 关键词:主轴箱;Pro/E;静刚度;热刚度 中图分类号:TH122A 文献标识码:A 文章编号:1672-1616(2010)19-0037-04 高速加工具有生产率高、切削力小、工件热变形小、加工精度和表面质量高等4大优点,因此获得了许多工业部门的青睐。加工中心的高速化,使得最初配备的主轴箱等关键部件的刚度和精度要求难以满足,因此必须加强对机床重要部件自身刚度、强度、抗振性的分析来提高机床整体性能,使高速加工技术得到更快的发展[1]。 与国外技术相比,国产数控机床还有一段差距,需要进一步提高进给速度、位置精度以及重复定位精度等性能指标。要提高这些参数必须拥有一套与之相应的有限元模拟仿真和完整的静、动态性能分析方法及优化方案。作为机床主轴系统的重要部件主轴箱体,对其进行结构设计、布局以及静力学动力学分析,是迎合高速加工中心发展的必要条件。因此,如何根据制造工艺技术及组配件的要求,在设计上灵活应用并有所创新,以更好地适应高速加工中心的需要,是摆在机床设计人员面前的一个新课题。高档数控机床的发展将在机床制造业的市场竞争中带来显著的经济效益与社会效益。 本文对主轴箱的研究是为机床厂提供合理的方案选择,对性能最佳的方案进行结构最优化设计,为整体动态性能分析奠定基础,实现从机床的前期设计阶段到生产阶段的转变,达到国内先进水平。1 主轴箱的结构设计及分析 1.1 主轴箱三维建模 主轴箱结构设计采用了以往的设计经验,在结构上采用不同的筋板支撑来提高主轴箱自身刚度,例如:连续加强筋可明显提高扭转刚度,不连续的边缘加强筋对扭转刚度的影响不大,同时边缘加强筋有助于减少缺口部位的应力集中缺陷,对于提高这些部位的刚度是有效的,只有当它有利于形成封闭的切应力流的隔板时,才能对整个结构刚度的提高起到有益作用[2]。在分析了影响刚度的因素后,对主轴箱进行结构设计。主要设计了4种模型,如图1所示 。 图1 三维模型设计 收稿日期:2010-05-06 基金项目:“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项基金资助项目(2009ZX04001-014) 作者简介:文怀兴(1957-),男,陕西武功人,陕西科技大学教授,博士,主要研究方向为机械设计制造及自动化。
啊资料大全网址： 代码分组意义格式 G00 01 快速进给、定位 G00 X-- Y-- Z-- G01 直线插补 G01 X-- Y-- Z-- G02 圆弧插补CW（顺时针） XY平面内的圆弧： ZX平面的圆弧： YZ平面的圆弧： G03 圆弧插补CCW（逆时针） G04 00 暂停 G04 [P|X] 单位秒，增量状态单位毫秒，无参数状态表示停止 G05.1 预读控制超前读多个程序段 G07.1(G107) 圆柱插补 G08 预读控制 G09 准确停止 G10 可编程数据输入（g10的意思是用程序输入补偿指令格式有： H的几何补偿值变成格式 g10 L10 P R（ H的磨损补偿值变成格式 g10 L11 P R D的几何补偿值变成格式 g10 L12 P R D的磨损补偿值变成格式 g10 L13 P R p指的是机床补偿理所指的番号如 #0001 #0002 等 R则为半径或者是长度方向上的补偿一般我们常用的是L10 和L12 配合g41、g42使用）
(关于数控技术应用的D与H补偿指令的学习，D指令为刀具半径补偿，组成名称为G41和G42组合在一起，H指令为长度补偿指令，组成名称为G43和G44的长度补偿。 G41和G42：G41是刀具半径的左补偿，G42是刀具半径的右补偿；G43是刀具长度的正补偿，G44为刀具长度的负补偿；它们的补偿都要用G40来取消。刀具补偿参数D，H它们都表示数控系统中的补偿寄存器的地址名称，但是具体补偿值是多少，关键是由他们后面的补偿号地址来决定。不过在加工中心钟，为了防止出错，一般认为规定H值为刀具长度补偿地址，不长号码从1~100号。假如有100把刀的加工中心刀库，D为刀具半径补偿地址，补偿号从1~100号。 例如：G00/G01G43/G44 H01 Z100.0 G00/G01G41/G42 D01 X0 Y0 F500;) 如G90G10L2P1X Y Z A G90绝对坐标 G10调用资料 L2文件地址 P0文件名 A0第四轴角度 G90 G10 P1 L12 R25 意思就是写入1号刀刀具半径补偿为25 P1是1号刀，换刀的话P不变改后面数就行 L12是对应着半径补偿 R25指半径。 G90 G10 P1 L2 X12.356 Y842.369 Z-953.284 B0 讲X Y Z X B机床坐标写入到G54坐标中 P1对应G54 P2对应G55 以此类推 G54 P01 对应什么我忘了o(∩_∩)o 这个不太常用，好像是P1 L20吧）
VDF850立式加工中心售前技术资料
目录 第一部分VDF-850立式加工中心简介 (3) 一、VDF-850主体构成 (3) 二、VDF-850主要性能和特点 (3) 三、VDF-850立式加工中心主要技术参数 (5) 四、VDF-850机床标准配置 (5) 五、VDF-850机床选择配置 (6) 六、VDF-850立式加工中心主要配套件一览表 (6) 七、VDF-850立式加工中心随机附件清单 (7) 八、VDF-850立式加工中心随机工具清单 (7) 九、VDF-850立式加工中心随机资料清单 (8) 十、VDF-850机床工作条件 (8) 第二部分机床外观图 (9) 第三部分机床安装图 (10) 第四部分精度检验标准 (12) 第五部分部分标准配置图表 (12) 第六部分部分选择配置图表 (13)
第一部分VDF-850立式加工中心简介 一、VDF-850主体构成 二、VDF-850主要性能和特点 VDF-850立式加工中心是大连机床集团公司引进先进技术生产的新一代数控机床，该机床独特坚稳持久的刚性结构，经由工程力学的反复仿真与计算，设计坚稳的床身结构，达到刚性倍增而质量精简的工程需求。全面硬化处理的移动滑轨，搭配精密的研磨加工，组合出令人满意的精度品质。不仅适用于板类、盘类、壳体类、精密零件的加工，而且适用于模具加工。机床带有自动刀具交换系统，全封闭式防护罩，自动润滑系统、冷却系统、自动排屑装置、手动喷枪及便携式手动操作装置（MPG）。零件一次装夹后可完成铣、镗、钻、扩、铰、攻丝等多工序加工，具有自动化程度高、可靠性强、操作简单、方便、宜人，整体造型美观大方、机电一体化程度高等优点。 1、机床底座、立柱、主轴箱体、十字滑台、工作台等基础件全部采用高强度铸铁，组织稳定，永久确保品质。铸件结构均经过机床动力学分析和有限元分析，合理的结构程度与加强
加工中心.数控铣床.刀具名称.转速进给、下刀量例:立铣刀必备知识(按照加工45号钢材) 刀具名称、转速(/min)、进给(mm/min)、下刀量(mm) 63R6(刀片） 600 2500-3000 0.6-1 50R6(刀片） 650-850 2500-3000 0.55-0.7 25R5(刀片) 1200 2000-2500 0.45-0.55 32R6(刀片) 700-1200 2000-2500 0.5-0.65 16R0.8(刀片) 2000-2500 2000-3000 0.25-0.35 16R4(刀片) 2200-2500 2200-3000 0.3-0.4 16(球头刀 2000-2500 2000 0.25-0.35 12(球头刀 2200-2500 2000-3000 0.25 10(球头刀 2500 1800-2000 0.2-0.25 8(球头刀 2500-2800 1500-1800 0.2 6(球头刀 4000 1500-1800 0.1-0.2 4(球头刀 5000-6000 1800 0.1 3(球头刀 7000 1500-1800 0.05-0.08 2(球头刀 12000 1500-2000 0.05-0.08 1.5(球头刀 16000 1200-1500 0.05 1(球头刀 20000 1200 0.05 0.5(球头刀 20000 500 0.02 3.175(球头刀 7000 1500 0.08 30R5(平底立铣) 720-1000 2000-3000 0.3-0.5 40(平底立铣) 300-600 2000-2500 1.0-2.0
立式加工中心的国内市场格局—7支梯队排座位 老金按：加工中心是最常见的数控机床，品牌众多，价格差别也相当的大。到底差异在哪里呢？且听老金评说。老金孤陋寡闻，请没有被提到的加工中心厂家释怀，此文也纯属个人看法，如有不同意见请尽管拍砖。 世界上第一台加工中心是1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置。北京机床研究所1975年试制出中国第一台卧式加工中心JCS-013 ，1978年试制出中国第一台立式加工中心JCS-018。也有说法是JCS-013实际上是北京第二机床厂制造的。当年，中国和世界的技术距离是17年。 如今，中国目前的加工中心技术应用基本和世界同步，在精度和稳定性方面和世界一流水平有比较大的差距。为什么同样一台850立式加工中心(X向行程为800mm，Y向行程为500)，国外和国产有很大的价格差距，为什么国产品牌之间也有相当的价差？ 老金把国内外典型的立式加工中心厂家分为7类，以最常规的厂家标准配置三轴850立式加工中心为例（仅针对主力机型，各厂家配置会有所不同），来谈谈这7类产品的特点。通过排队和对比，做出一个对国内机床所占位置的正确分析。 每支梯队的区分让老金大伤脑筋，本文所提到的厂家均为经受多年市场考验得以生存的企业，其产品售价基本得到市场认可，产品售价基本能体现他们的产品配置和实际价值。最终决定以大致售价作为依据，这种划分实际上并不很科学，也是没有办法的办法。 第1梯队---超一流选手：潜心走自己的路，让历史去评价吧 第1梯队中的瑞士米克朗、瑞士宝美、瑞士斯特拉格、瑞士利吉特、瑞士威力铭、德国哈默、德国奥美特、德国巨浪等品牌，属于加工中心领域的超一流选手，售价大于150万。 无论从外观内在，还是设计水平及创新性，抑或加工能力和加工精度，几乎无可挑剔。精工细作，精益求精，机床加工精度极高，产量很低。因价格实在太贵，使用成本实在太高，用户往往在迫不得已的情况下才会选购。 第1梯队的加工中心品牌形象高高在上，对于普通用户来说只可远观不可亵玩矣，犹如机床中的超级跑车。曲高和寡，采购和使用成本的高昂直接导致市场应用率非常之低。售价虽高，利润不一定高，品质虽好，经营不一定好，光鲜之后的转身可能是心酸的泪水。瑞士米克朗已经被瑞士阿奇夏米尔集团收购、瑞士宝美被瑞士斯特拉格收购…不由联想起世界顶级超级跑车布加迪威龙，叱咤车坛的背后是4度转手的悲惨。 机床的品质由床身材料优劣、机械加工水平、零部件质量、装配质量以及生产管控等环节来确保，机床装配质量始终靠人工保证，不象汽车、家电等产品可以实现自动化装配。装配技工水平有高有低，机床批量生产又有苛刻的交货时间限制，正因为如此，大批量生产的机床很难保证很高的水平，这也是为什么世界上销量排名前十名的机床厂商无法进入第1梯队的原因。 第2梯队---压阵高手：家大业大名气大，坐镇工厂好帮手
加工中心教案 一．主轴功能及主轴的正、反转 主轴功能又叫S功能，其代码由地址符S和其后的数字组成。用于指定主轴转速，单位为r/min，例如，S250表示主轴转速为250r/min. 主轴正、反转及停止指令M03、M04、M05 M03表示主轴正转（顺时针方向旋转）。所谓主轴正转，是从主轴往Z正方向看去，主轴处于顺时针方向旋转。 M04表示主轴反转（逆时针方向旋转）。所谓主轴反转，是从主轴往Z正方向看去，主轴处于逆时针方向旋转。 M05为主轴停转。它是在该程序段其他指令执行完以后才执行的。 如主轴以每分钟2500转的速度正转，其指令为：M03 S2500。 二．刀具功能及换刀 刀具功能又叫T功能，其代码由地址符T和其后的数字组成，用于数控系统进行选刀或换刀时指定刀具和刀具补偿号。例如T0102表示采用1号刀具和2号刀补。 如需换取01号刀，其指令为：M06 T01。 三．机床坐标系及工件坐标系 机床坐标系：用机床零点作为原点设置的坐标系称为机床坐标系。 机床上的一个用作为加工基准的特定点称为机床零点。机床制造厂对每台机床设置机床零点。机床坐标系一旦设定，就保持不变，直到电源关掉为止。 工件坐标系：加工工件时使用的坐标系称作工件坐标系。工件坐标系由CNC 预先设置。 一个加工程序可设置一个工件坐标系。工件坐标系可以通过移动原点来改变设置。 可以用下面三种方法设置工件坐标系： （1）用G92法 在程序中，在G92之后指定一个值来设定工件坐标系。 （2）自动设置 预先将参数NO。1201#0（SPR）设为1，当执行手动返回参考点后，就自动设定了工件坐标系。
（3）使用CRT/MDI面板输入 使用CRT/MDI面板输入可以设置6个工件坐标系。G54工件坐标系1、G55工件坐标系2、G56工件坐标系3、G57工件坐标系4、G58工件坐标系5、G59工件坐标系6。 工件坐标系选择G54～G59 说明： G54～G59是系统预定的6个工作坐标系（如图5.10.1），可根据需要任意选用。 这6个预定工件坐标系的原点在机床坐标系中的值（工件零点偏置值）可用MDI方式输入，系统自动记忆。 工件坐标系一旦，后续程序段中绝对值编程时的指令值均为相对此工件坐标系原点的值。 G54～G59为模态功能，可相互注销，G54为缺省值。
本项目主要对加工中心的特点、种类、功能和主要技术参数加以概述，使初学者对加工中心有一个基本认识。 项目一加工中心 同类型的加工中心与数控铣床的结构布局相似，主要在刀库的结构和位置上有区别，一般由床身、主轴箱、工作台、底座、立柱、横梁、进给机构、自动换刀装置、辅助系统（气液、润滑、冷却）、控制系统等组成，如图 5-1 所示。加工中心的基本组成： 项目二加工中心分类 加工中心的品种、规格较多，这里仅从结构上对其作一分类。 一、立式加工中心 指主轴轴线为垂直状态设置的加工中心。其结构形式多为固定立柱式，工作台为长方形，无分度回转功能，适合加工盘、套、板类零件。一般具有三个直线运动坐标，并可在工作台上安装一个水平轴的数控回转台，用以加工螺旋线零件。 立式加工中心装夹工件方便，便于操作，易于观察加工情况，但加工时切屑不易排除，且受立柱高度和换刀装置的限制，不能加工太高的零件。 立式加工中心的结构简单，占地面积小，价格相对较低，应用广泛。 二、卧式加工中心 指主轴轴线为水平状态设置的加工中心。通常都带有可进行分度回转运动的工作台。卧式加工中心一般都具有三个至五个运动坐标，常见的是三个直线运动坐标加一个回转运动坐标，它能够使工件在一次装夹后完成除安装面和顶面以外的其余四个面的加工，最适合加工箱体类零件。 卧式加工中心调试程序及试切时不便观察，加工时不便监视，零件装夹和测量不方便，但加工时排屑容易，对加工有利。 与立式加工中心相比，卧式加工中心的结构复杂，占地面积大，价格也较高。 三、龙门式加工中心 龙门式加工中心的形状与龙门铣床相似，主轴多为垂直设置，除自动换刀装置外，还带有可
更换的主轴附件，数控装置的功能也较齐全，能够一机多用，尤其适用于加工大型或形状复杂的零件，如飞机上的梁、框、壁板等。 项目三加工中心主要加工对象 加工中心适用于复杂、工序多、精度要求高、需用多种类型普通机床和繁多刀具、工装，经过多次装夹和调整才能完成加工的具有适当批量的零件。其主要加工对象有以下四类： 一、箱体类零件 箱体类零件是指具有一个以上的孔系，并有较多型腔的零件，这类零件在机械、汽车、飞机等行业较多，如汽车的发动机缸体、变速箱体，机床的床头箱、主轴箱，柴油机缸体，齿轮泵壳体等。 箱体类零件在加工中心上加工，一次装夹可以完成普通机床 60 ％～ 95 ％的工序内容，零件各项精度一致性好，质量稳定，同时可缩短生产周期，降低成本。对于加工工位较多，工作台需多次旋转角度才能完成的零件，一般选用卧式加工中心；当加工的工位较少，且跨距不大时，可选立式加工中心，从一端进行加工。 二、复杂曲面 在航空航天、汽车、船舶、国防等领域的产品中，复杂曲面类占有较大的比重，如叶轮、螺旋桨、各种曲面成型模具等。 就加工的可能性而言，在不出现加工干涉区或加工盲区时，复杂曲面一般可以采用球头铣刀进行三坐标联动加工，加工精度较高，但效率较低。如果工件存在加工干涉区或加工盲区，就必须考虑采用四坐标或五坐标联动的机床。 三、异形件 异形件是外形不规则的零件，大多需要点、线、面多工位混合加工，如支架、基座、样板、靠模等。异形件的刚性一般较差，夹压及切削变形难以控制，加工精度也难以保证，这时可充分发挥加工中心工序集中的特点，采用合理的工艺措施，一次或两次装夹，完成多道工序或全部的加工内容。 四、盘、套、板类零件 带有键槽、径向孔或端面有分布孔系以及有曲面的盘套或轴类零件，还有具有较多孔加工的板类零件，适宜采用加工中心加工。端面有分布孔系、曲面的零件宜选用立式加工中心，有径向孔的可选卧式加工中心。 项目四加工中心主要技术参数 加工中心的主要技术参数包括工作台面积、各坐标轴行程、摆角范围、主轴转速范围、切削进给速度范围、刀库容量、换刀时间、定位精度、重复定位精度等，其具体内容及作用详见表 5 - 1 。 项目五自动换刀装置 加工中心上的自动换刀装置由刀库和刀具交换装置组成，用于交换主轴与刀库中的刀具或工具。 一、对自动换刀装置的要求 加工中心对自动换刀装置有如下具体要求： 1、刀库容量适当 2、换刀时间短 3、换刀空间小 4、动作可靠、使用稳定 5、刀具重复定位精度高 6、刀具识别准确 二、刀库
立式加工中心选择方法 本文来自网络，根据老金的文章整理而成。 加工中心种类很多，立式加工中心最常见。加工中心对于曾经年轻的老金来说，曾经也是非常神秘、非常强大的东东。上世纪九十年代初，老金大学毕业实习是在长春第一汽车制造厂，当时的一汽设备已经非常先进了，可以说是用举国之财力堆砌起来的一个工厂，号称造的是中国人的争气车。超大型机床、焊接机器人、钣金自动成型线、装配自动流水线等等，当时最先进的工业生产设备，基本都见识到了。感谢母校东重和一汽，给了我最好的工业知识启蒙。 有一天，实习老师指着气势磅礴的车间中摆放的几台象独立小房间一样的设备对我们说，这是加工中心，非常先进，接着就是一堆术语和含糊其辞的解释。云里雾里之中，老金得到的概念就是从加工中心的这头塞进去一块铁，然后从另外一头就会吐出一个完整的零件。 实习期间的一个月，老金时不时去那个车间瞅瞅，始终没有看到加工中心的开动。现在想想，这批加工中心应该是缺乏操作技工，当时处于闲置状态，实习老师可能也不知道加工中心是怎么运作的。 课本上对于加工中心的定义很复杂，老金的定义却很简单：立式加工中心就是带刀库的立式数控铣床。立式加工中心是机械简单、电器复杂的机床，是结构简单、使用复杂的机床。 为什么说立式加工中心结构简单？因为立式加工中心的部件高度集成化、高度标准化，拆解后可以分为数控系统、电器、床体、主轴、刀库、导轨、丝杠、钣金八部分，这八大部分都有专业化的厂家生产。有专业的光机厂家，除生产光机外，还可以根据机床厂的要求把导轨、丝杠、主轴等事先装配好，机床厂购买光机后只要安装上数控系统、电器和钣金就完成了加工中心的制造。简单不？ 开诚布公的讲，国内立式加工中心的制造门槛非常低，三五竿老枪加上三五百万资金就有能力制造加工中心。浙江台州、温州等地，甚至还出现了代装机床的行业，何解？就是机床使用方自行购买立式加工中心部件，装配企业上门装配出整机，收取的费用非常低廉，不过品质可想而知。如果投资生产数控车床或者普通车床，投入的人力物力是数以倍计。当然，自行制造立式加工中心床体的机床厂也有，但是已经为数不多。 “定位”，一直是老金在机床选择系列文章中强调的两个字。购买立式加工中心前，同样要问问自己两个最重要的问题：买这台机床干什么？准备用多少钱来买？ 立式加工中心按用途可以分为两类。一类生产批量产品，要求机床进给运动速度快，我们一般称之为产品机；一类用来加工多规格小批量的模具，因为模具钢难加工所以要求机床刚性好，我们一般称之为模具机。 用途不同，立式加工中心的配置是完全不同的。所以，一定要根据实际加工的产品来选型。机床销售们，你们要想尽办法把自己培养成为机床行业的医生，通过望闻问切来帮助客户选择机床，切记切记。 接下来，我按照数控系统、电器系统、润滑系统、床体（含导轨）、丝杠、主轴、刀库、钣金、操控、选配件等十大部分来展开怎样选择立式加工中心。 机床的配置很重要，好机床配置一定不会差，但品质差的机床配置不一定差。决定机床品质的不仅仅是优良的部件，还有严谨的装配和合理的搭配。 1、数控系统 国内加工中心数控系统的市场份额基本被进口品牌所把持。高端机系统几乎是德国西门子840D的禁脔，中端则是日本发那科（Fanuc）和日本三菱的天下，低端则由台湾宝元、台湾新代、国产凯恩帝、国产华中、国产广数等系统来瓜分少的可怜的市场份额。