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三次元測量儀(Coordinate Measuring Machine, CMM) 是指在一個六面體的空間范圍內(nèi),能夠表現(xiàn)幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器,簡稱三坐標(biāo)。
三次元測量儀可定義為“一種具有可作三個方向移動的探測器,可在三個相互垂直的導(dǎo)軌上移動,此探測器以接觸或非接觸等方式傳送訊號,三個軸的位移測量系統(tǒng) ( 如光學(xué)尺 ) 經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計算機(jī)等計算出工件的各點坐標(biāo)(X、Y、Z)及各項功能測量的儀器”。三坐標(biāo)測量儀的測量功能應(yīng)包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等。
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高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的總趨勢,近幾年來,在實用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績。
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在高精度雷達(dá)研制中,需要一個核心微型器件——由金屬鉬加工而成、直徑只有12毫米的球面柵網(wǎng),柵網(wǎng)里72個梯形小格,小格之間相連的“筋”只有0.12毫米。
不要小看這微不足道的12毫米。由于鉬的熔點高達(dá)2000℃,國內(nèi)沒有加工設(shè)備,國外技術(shù)封鎖,球面柵網(wǎng)加工工藝就成為制約中國高端產(chǎn)品提高精度的瓶頸。
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在數(shù)控車床上可以車削米制、英寸制、模數(shù)和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋,無論車削哪一種螺紋,車床主軸與刀具之間必須保持嚴(yán)格的運動關(guān)系:即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)(即工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)),刀具應(yīng)均勻地移動一個(工件的)導(dǎo)程的距離。以下通過對普通螺紋的分析,加強(qiáng)對普通螺紋的了解,以便更好的加工普通螺紋
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齒輪加工機(jī)床是加工各種圓柱齒輪、錐齒輪和其他帶齒零件齒部的機(jī)床。齒輪加工機(jī)床的品種規(guī)格繁多,有加工幾毫米直徑齒輪的小型機(jī)床,加工十幾米直徑齒輪的大型機(jī)床,還有大量生產(chǎn)用的高效機(jī)床和加工精密齒輪的高精度機(jī)床。
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為了提高齒輪加工精度和加工效率,到了20世紀(jì)80年代以后,國內(nèi)外開始對齒輪加工機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造和生產(chǎn)數(shù)控齒輪加工機(jī)床。特別是近年來,由于微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和以現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)的高精度、高速響應(yīng)交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),為齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇。我們將齒輪加工系統(tǒng)分為全功能和非全功能兩大類。
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齒輪加工機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高、專業(yè)性強(qiáng),是機(jī)床工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。我國齒輪加工機(jī)床品種齊全,基礎(chǔ)較好,具有相當(dāng)?shù)男袠I(yè)優(yōu)勢,全行業(yè)齒輪機(jī)床年產(chǎn)超過4000臺,其中重慶機(jī)床廠年產(chǎn)超過1500臺,產(chǎn)量進(jìn)入世界前列。
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近年來,隨著計算機(jī)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和普遍應(yīng)用,齒輪加工機(jī)床、加工工藝技術(shù)也有了很大的發(fā)展,特別是在高精度、大型齒輪加工方面出現(xiàn)了許多新技術(shù)。比如新型數(shù)控銑齒機(jī),以銑刀代替滾刀,高速、高效地加工大型風(fēng)電齒輪、核電齒輪;新型螺旋錐齒輪數(shù)控加工機(jī)床,可以加工多種齒制的螺旋錐齒輪,擴(kuò)大了機(jī)床的適用性;采用新型刀具材料、高速機(jī)床實現(xiàn)干切削,既提高了加工效率和加工精度,也解決了綠色環(huán)保問題;采用在機(jī)檢測和計算機(jī)補(bǔ)償技術(shù),提高機(jī)床加工精度;機(jī)床上配置機(jī)械手,實現(xiàn)自動裝夾工件,提高工作效率,等等。
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車銑復(fù)合機(jī)床加工平臺最吸引人的地方在于,其能夠在一次裝夾調(diào)試后全面完成工件的加工?,F(xiàn)在,CAM軟件的發(fā)展已經(jīng)可以使配有B軸銑削加工頭的車銑復(fù)合機(jī)床,在只采用一把刀具的條件下,對工件的內(nèi)外輪廓表面進(jìn)行精車削加工。這種新的車床在其精車削加工周期中,只需要一把刀具就能夠一步到位地完成工件內(nèi)外輪廓表面的連續(xù)切削加工,再也不需要使用一系列不同形狀的車刀。
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本文通過對當(dāng)前比較熱門加工方式的探討,提出了高效加工的概念;車銑復(fù)合加工作為高效加工的手段之一,通過一些實例對此類設(shè)備的應(yīng)用提出了一些建議,同時結(jié)合刀具和CAM軟件在此領(lǐng)域的應(yīng)用作了一些探討。
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作為工作母機(jī)的機(jī)床工業(yè),是一切制造業(yè)的基礎(chǔ),隨著社會進(jìn)步與技術(shù)的不斷創(chuàng)新,數(shù)控機(jī)床在醫(yī)療領(lǐng)域的運用也日漸寬廣。近一段時間來,多軸聯(lián)動的車銑復(fù)合中心機(jī)床在精密醫(yī)療器材制造領(lǐng)域的表現(xiàn)可圈可點,便是一個明證。
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加工中心一般分為立式加工中心和臥式加工中心,立式加工中心(三軸)最有效的加工面僅為工件的頂面,臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺,也只能完成工件的四面加工。目前高檔的加工中心正朝著五軸控制的方向發(fā)展,五軸聯(lián)動加工中心有高效率、高精度的特點,工件一次裝夾就可完成五面體的加工。
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BMC—10B(5)五坐標(biāo)加工中心是國外80年代中期的產(chǎn)品,是我公司90年代從澳大利亞COMMONWEALTH航空有限公司引進(jìn)的機(jī)床。由于長期滿負(fù)荷運行,原進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)器件老化損壞,機(jī)床癱瘓不能運轉(zhuǎn),影響了我公司國外轉(zhuǎn)包加工和國防某新機(jī)的生產(chǎn)。我們與高檔數(shù)控國家工程研究中心合作,對BMC —10B(5)實施了如下的數(shù)控技術(shù)改造。
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加工中心一般分為立式加工中心和臥式加工中心,立式加工中心(三軸)最有效的加工面僅為工件的頂面,臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺,也只能完成工件的四面加工。
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龍門式加工中心首先是把相互對立的東西結(jié)合為一體,如高剛度和高動態(tài)性能,由于動態(tài)部件的剛性好、質(zhì)量輕,所以機(jī)床的動態(tài)性能高、定位準(zhǔn)確。高動態(tài)性五軸聯(lián)動加工中心上方的高架橋可以移動,同立式運行的機(jī)床以及龍門式運行的機(jī)床相比,機(jī)床需要的運動質(zhì)量比較小。由于這種機(jī)床有恒定的質(zhì)量比,在進(jìn)行加工時,無需考慮工件的尺寸和重量,而且在剛性和動態(tài)性上均可實現(xiàn)對驅(qū)動裝置的優(yōu)化設(shè)計。
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根據(jù)加工工件和工藝的需要進(jìn)行調(diào)整,提供柔性化的解決方案正是HPC高效加工單元的精髓體現(xiàn)。這一加工方案具有廣泛的適用性。
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激光加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的一種,它具有很多其它加工方式無法達(dá)到的優(yōu)點同時也具有有很高的柔性,而柔性制造系統(tǒng)作為一種先進(jìn)的制造系統(tǒng)早已為人們重視,并且在制造領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,文章在分析討論兩者的同時,接合當(dāng)前的制造研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,提出建立實現(xiàn)激光柔性加工系統(tǒng),并分析和探討了實現(xiàn)它的一些方法和方式,并對該系統(tǒng)的重要組成部分進(jìn)行了分析和討論??紤]到激光柔性加工系統(tǒng)的對數(shù)據(jù)和信息處理的要求會較高,還對系統(tǒng)的誤差檢測和補(bǔ)償進(jìn)行了研究,并對框架機(jī)器人的誤差補(bǔ)償建立了幾何模型。文章最后認(rèn)為激光柔性加工系統(tǒng)肯定會得到長足的發(fā)展和應(yīng)用,并提出要將其朝小型化方向的研究進(jìn)行努力,同時提出可以對系統(tǒng)進(jìn)行計算機(jī)模擬仿真。
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隨著復(fù)合材料越來越廣泛的使用,一些航空航天推進(jìn)系統(tǒng),如飛機(jī)發(fā)動機(jī)噴嘴會用陶瓷涂層增加耐高溫強(qiáng)度,但同時把加工難度提高到了極致,必須要車銑磨同時進(jìn)行加工才能保證精度。在加工陶瓷及燒結(jié)過的氧化鋯等材料的零件時,對于超硬的材料硬車沒問題,但是1mm以內(nèi)的孔和槽,因受限于刀具的強(qiáng)度,銑削和鉆削就出現(xiàn)了問題,此時S-191 Linear復(fù)合磨削可以解決這個問題,直接把砂輪放在刀庫里,同時寶美憑著豐富的工藝經(jīng)驗協(xié)助客戶選擇合適的刀具及切削參數(shù),例如根據(jù)材質(zhì)選擇合適的刀具涂層等。對于薄壁變形、應(yīng)力變形等比較棘手的問題(如一些飛控和遠(yuǎn)程打擊精密件),對于小于0.1mm壁厚零件的變形問題,考慮真空吸盤及冷凍工作臺等裝夾方式來解決;S-191 Linear雙主軸同步夾持工件車削,中間部分最細(xì)可以車到0.274mm,這是用其他方法做不到的。
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隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各種產(chǎn)品的技術(shù)上的提高,質(zhì)量的提高越來越快,產(chǎn)品周期也越來越短,所以在機(jī)械加工上,要求加工精度越來越高,加工周期短。某些零件希望一次裝夾后能夠達(dá)到全部的機(jī)械加工,這就提出了綜合加工的要求。
一個銑加工零件,往往需要通過幾次裝夾,一臺立式加工中心和一臺臥式加工中心才能完成零件全部加工要求。眾所周知,每經(jīng)過一次裝夾,將帶來一次裝夾誤差,裝夾次數(shù)越多,產(chǎn)生的誤差也就越多。所以,如果將一臺立式加工中心和一臺臥式加工中心組合在一起,這樣零件在一次裝夾中就能完成所有銑加工,避免了多次裝夾所帶來的誤差。
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復(fù)合加工作為機(jī)械加工的發(fā)展方向之一,也是數(shù)控設(shè)備發(fā)展的一個主要方向。在多種復(fù)合加工的領(lǐng)域上,車銑復(fù)合加工是目前發(fā)展最完善的一個領(lǐng)域。在國內(nèi)外的各種展會上,我們可以看到很多機(jī)床廠家紛紛推出此類設(shè)備,作為高端設(shè)備的展示內(nèi)容。
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