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达诺巴特研发白皮书 | 第一部:如何设计和打造“高精度”机床

国际金属加工网 2023年01月06日

达诺巴特(DANOBAT)在2022年完成三大精密制造品牌的整合,联合西班牙达诺巴特,德国OVERBECK和荷兰汉布雷格三地长期专注这一领域的机床设计和生产专家,将近百年的宝贵经验,浓缩于三份机床研发白皮书。首次与外界分享“精密加工”界的几大法宝:精密磨削与硬式车削的基本要素,提升精密加工表现的秘密,选择“磨”还是“硬车”?

精度的重要要素:机床结构

加工过程中由于工件质量或加工速度过高产生可变切削力时,即使轴之间存在非常小的偏差,或机床主要部件在负载下的偏转,会导致机床在整个工作范围内的精度降低。

由于机床偏转,或机床刚性,负载集中在离轴驱动装置越远的地方,机床部件偏转的可能性就越大。轴的负载和速度越大,这种可能性就越严重。怎么办?

精度的重要要素:运动控制

第一步:运动控制装置安装方式对于在一定加工条件下确定轴的真实位置至关重要。

第二步:“外露式”直线光栅尺使用刻度钢带和读数头来测量轴的位置。更精确的“封闭式”直线光栅尺使用蚀刻玻璃,刻划精细,精度高。

第三步:玻璃光栅尺固定,本质是建立了轴线的原点。

第四步:尽可能将光栅尺与振动隔离开来,这点很重要,振动会对精度产生重大影响!

精度的重要要素:导轨技术

减少摩擦是一个主要的设计目标。

在近百年机床技术的时代更迭中,历经了

  • 箱式导轨

  • 直线导轨

  • 静压导轨

在静压系统中,导轨使用一层加压油膜,导轨系统中有凹槽来分配油,使移动元件居中。没有面与面的接触,导轨可以无摩擦、无磨损地运行。运动元件由液体悬浮,振动影响减小,使静压导轨成为一些磨削应用的理想选择。减少振动使表面粗糙度更好,刀具寿命显著提高。此外,静压导轨惯性更小,可处理更重的负载,在重复传递的高作用力应用中,可大幅降低节拍时间。

精度的重要要素:主轴

白皮书聚焦于皮带驱动与直驱主轴的相对优势。

皮带或齿轮驱动主轴一直是机床的传统选择。缺点是不够精确,无法进行精确的C轴运动,而且会牺牲同心度。

直驱主轴的使用越来越多,在此,电机和主轴组合成一个单元。由于直驱主轴消除了传动,因此在C轴运行中更平稳、更精确。今天许多机床使用标准的主轴套筒,其设计应用更加广泛。但达诺巴特认为主轴是机床的关键部件,所以自己制造主轴,尤其为单个机床的不同应用而设计主轴。

“ 没有任何一种特性能单独使机床具备精密制造的能力,是各种因素的协调作用使机床在最严格的公差范围内持续加工工件。需要大量的专业技术来平衡所有组件,以构建一台机床或一个系统,随着时间的推移,准确、高效和可靠地运行。”

----- 达诺巴特设计和制造机床的原则

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原文链接

(达诺巴特集团)

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