龙门加工中心有多种结构形式,但最典型和最常见的是床身与立柱之间的连接。其最大特点是整体刚性好,两部分位置相对固定,现场安装方便。但它也有一些缺点,即由于金属特性的影响,床身在受到温度变化时会热胀冷缩,导致整机相互干扰,工件加工精度产生误差。也就是我们常说的三个一:1m、1℃和0.01mm的变化在上一期《余老师讲堂》中,我们介绍了一些“大型机床基础零件安装”的成功经验。本期,我们介绍了龙门加工床身和柱安装两种形式。
1不同的加工刀绞反映在立柱上有什么变化?
当机床精度满足技术要求且不受温度影响时,用平面铣刀铣削工件时,刀纹应呈十字网状纹。
相反,如果床身受到温度变化,会导致立柱前倾或后倾。这时,在加工和铣削工件时,主轴中心线与工作台的垂直度会发生变化。当床身向前倾斜时,加工刀具线会显示正线,而当床身向后倾斜时,会显示反线。刀盘越大,加工平面的中部越凹。如果龙门加工中心横梁的精度发生变化,铣削大平面时,刀具会出现明显的台阶现象。变化越大,步进误差越大。
同样,在立式加工中心和卧式加工中心的机床上,用平面铣刀加工时,基本上可以通过观察工件加工后的刀线来判断机床的精度状态。
为了解决和减少温度变化引起的床身与立柱之间的干涉,有些龙门机床采用了两体分离,不直接连接的设计方案。在床身两侧使用两个长度不同、不受力的定位工艺杆装置,控制床身左右两侧立柱的安装尺寸和立柱的转动自由度,使床身不受温度变化的影响,不影响立柱的倾斜和倾斜度,从而保证和提高产品的加工精度。
这种结构有一定的优势,但是对于机床的安装工艺有一定的技术难度。
2整体vs拆分,差别有多大?
当我们在现场使用上述两种不同类型的龙门加工中心加工长度为5米9孔、直线度为0.06毫米的大型柴油机机体的主轴孔时,发现整体连接的机床因温度变化引起的全长直线度和相邻误差的超差概率远高于单独连接的机床。这说明数控机床的动态精度和静态几何精度是密不可分的,才能保证产品精度满足工艺要求。
3如何给机床“降温”才能治标治本?
将热源从设计的源头隔离开来,尽量减少热源对基础部件的影响,特别是对加工精度要求严格的产品,尽量一步连续完成加工,不中断,以减少机床长时间加工和温度变化对产品加工精度的影响。机床关键部位发热,相当于人生病发烧后,人体各个器官的紊乱。
总之,温度的变化会对数控机床的正常工作和加工精度产生一定的影响。减少热源、隔热散热是减少龙门铣床热变形的关键措施。