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高性能组合机床和高生产率加工中心高生产率加工中心是适用于大量生产的、摸块化结构的数控机床。加工中心和传统组合翻床赚接,适合大批量工件的生产。文张晤趋势,近年来,高速加工一在航空、模具行业等单件小批生产中获得日益广泛的应用。同时应该看到,在汽车工业等大量生产中获得应用的另一类高速加工发展更加迅速。后者的主要目标是机床部件从点移动到点的时间最短,最大限度地缩短辅助时间,因此称为高速定位一更加确切,这种趋势使加工中心与传统组合机床嫁接,导致适合大批量生产的高生产率加工中心的出现。一次世界大战期间,由于军事一工业的需要,基于模块化原理快速设计专用机床的方法获得了应用,逐渐演变成具有独自结构特点的撞铣类专用机床组合机床。组合机床一词是从俄文翻译来的,英文和德文中仍然使用专用机床一词。组合机床是以通用部件为基础、配以按工件尺寸形状和加工工艺设计的专用部件和夹具、组成半自动或自动化的专用机床。组合机床采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工方式,生产效率比通用机床高几倍甚至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化,可根据需要灵活配置,能显著缩短专用机床的设计和制造周期,并可方便地组成自动生产线,从而兼有低成本和高效率的优点,因此在大批量生产中得到了广泛应用。随着产品更新换代加快,用于加工特定零件的、缺乏生产柔性的组合机床和自动生产线遇到严峻的挑战。增加生产柔性的需求日益高涨,生产效率和柔性似乎成为制造系统一对不可调和的矛盾。世纪年代,出现了由数控加工中心组成的柔性制造系统,柔性化才开始有了转机。但组合机床自动线在生产效率上较之柔性制造系统仍然略胜一筹。近年来,随着高速加工的进展,组合机床的数控化和柔性化才有了根本性突破,如图所示。从图中可见,在年以前,组合机床及自动线和传统锁铣机床各占市场份额和,到年,数控加工中心已经占有市场份额左右,高速加工中心也开始出现。年加工中心的市场份额占有率已经超过。再仔细分析一下加工中心的发展高性能组合机床随着汽车性能的提高、更新换代速度加快,新车型不断发布,以及新结构、新材料和新工艺的出现,对制造系统的柔性、效率和加工精度的要求越来越高。例如,近年来对汽车零部件制造系统性能要求的变化如表所示。为了适应这种变化,组成新一代自动化制造系统的高性能组合机床或高生产率加工中心应该具有以下特征模块化按照模块化原理进行设计和制造的、面向大量生产的专用机床是组合机床最基本和最重要的特征。柔性化刚性是组合机床及其自动线的局限性,柔性化就是在尽可能保持其高生产率特征的同时能够适应有限多品种生产的需要。数控化数控化是实现组合机床柔性化的主要手段,借助模块化数控单元构建组合机床和自动线,就有可能把组合机床的高生产率和加工中心的高柔性优势两种加以整合。高速化对组合机床来用现代制造理代盆属加工一功八川一旧©19942008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http//www.cnki.net说,高速化不仅是切削速度,更重要的是定位速度,因为当加工节拍以秒计时,缩短辅助时间就显得非常重要。可重构传统组合机床是设计阶段可组合,克服它的刚性局限的措施之一就是可重构,即使用阶段的可组合。当加工对象改变时,可以迅速添加或拆除某台机床组成新的制造系统。智能化具有自优化、自监控、自诊断和预维护功能。加工过程是在一系列传感器的监视下进行的。在偏离设定值时,会自动调整工作参数,超出极限值时,能够报警或停止工作。具有上述特征的新一代组合机床可统称为高性能组合机床,在许多情况下,也可以理解为适合大量生产的高生产率加工中心一。数径加工单元数控加工单元符合组合机床模块化和面向大量生产的基本定义,是组成柔性自动线的基础模块。因此可认为它是高性能组合机床的形态之一,主要由主轴单元和滑座单元两部分组成。能是提供切削所需的功率和速度。与传统组合机床的动力头相较,高性能组合机床的主轴单元特点是变频或伺服电动机直接驱动的单主轴结构,非常紧凑,安装方便。在主轴端可以安装单把刀具、复合刀具或六角转塔头。典型的主轴单元如图所示。给运动和快速移动。滑座通常由伺服电动机驱动,可以分为坐标和坐标,立式和卧式的,其基本配置如图所示。,、盛、卜几一一」公一孟甲,产,、刊知叭币,一内目卜,声满一占,」月从加工单元到自动线柔性自动线一一是由数控加工单元加上工件输送和装卸装置等模块组成的自动生产线。在许多情况下,柔性自动线除数控加工单元外,往往也包含各种形式的传统组合机床,以发挥各自的优势。公司推出混合配置的柔性自动线。它含有台数控加工单元红色和若干台组合机床,以及工件装卸和输送装置,用于加工发动机的汽缸体。传统组合机床是机床部件设计和制造的模块化和组合,一旦安装和投入使用后,它就是专用现代制造现代企属加工一一©19942008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http//www.cnki.net村设备。随着产品更新换代加快,对制造系统的可重组和重构性提出越来越高的要求。一公司最近推出的组合机床反映了这种趋势,明显提高了机床的单元化程度,每台机床配有独立的地基和控制系统,具有快速连接的机械、电气和压缩空气的接口,可以方便地加入或退出自动线,如图所示。高生产事加工中心高生产率加工中心是适用于大量生产的、模块化结构的数控机床。与一般的加工中心比较,它更多地关注生产效率,而不是生产柔性。在某种意义上来说,是通用数控机床的专用化,组合机床的数控化。、加工中心一公司推出适应敏捷制造系统的加工中心,是组成自动线和敏捷制造单元的基本模块,其结构与一般的加工中心又很大的区别,工件安装在立式随行夹具上,主轴的正前方是装卸和输送工件的空间,而操作和调试机床位置是在机床的侧面。加工中心主要技术规格列于表。一一公司推出的一高生产率加工中心是典型的采用模块化结构和面向大量生产的高性能组合机床。它具有单电主轴和双电主轴种配置,加上单坐标或两坐标回转工作台,可以构成、或坐标加工单元。一高生产率加工中心具有良好的动态性能,快速移动可达,加速度达刀具的交换直接在机床上部的刀库里完成,以缩短换刀时间。它既可用于组成顺序串联的自动线,也可与多工位回转工作台集成,组成并联的回转自动线。由台日百回转式柔性制造单元一加工中心和工位回转工作台组成的回转式制造单元的配置如图所示。与传统的串联配置的自动线相较,并联配置的回转式制造单元具有较大的柔性、易维护性和可重构性。适用于大量生产的制造设备正面临着革命性的变化。传统的组合机床和自动线已经不能够完全满足需要,组合机床的柔性化和数控化,以及高速化、可重组和重构是大势所趋。高生产率加工中心的模块化和专用化在大量生产领域中有着广泛的一样前景。高性能组合机床和高生产率加工中心的汇合将开创一个崭新的自动化生产的新纪元。「汾引用现代制造,代企,加工一。、一旧©19942008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http//www.cnki.net
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