成果介绍
螺栓球多工序专用加工中心是制造空间网架结构中连接节点——螺栓球的专用数控加工中心,机床布置形式为卧式,主要部件包括专用的高刚性联合数控转台和数控滑台,以及可换刀的专用主轴单元、刀库等部件,加工功能有铣平面、钻孔、倒角和攻丝4种,按照轴向承载力1吨的加工能力进行设计,可以JGT102009之要求加工直径200mm以内、螺孔M45以内的螺栓球螺纹盲孔,加工效率平均<2分钟/孔,自动生成加工程序。主要技术特征和创新点包括:1)联合数控转台的球心定位:联合数控转台的轴心线相交于空间的一点(交点)实际上就是机床的加工原点坐标,与螺栓球球心重合,切削加工即以交点为圆心进行经向和纬向分度,螺栓球球心点与交点和安装误差以及球面的椭圆度都是影响加工的因素,但是对于加工的最终结果不会产生影响,加工精度的主导影响因素是机床本身的安装和受力变形的位移量。本机床消除了传统加工中的定位误差,螺栓球螺孔对中度显著提高。2)功能部件设计:根据螺栓球加工的标准有关螺栓球精度误差的规定,设计大承载力、精度合理的专用数控部件,包括数控滑台和转台以及主轴单元,使得行业成本能够接受。3)免换刀加工工艺:不同于以往定位后进行铣、钻、倒角和攻丝的加工,利用数控转台定位相对准确的性能,采用同种加工一次成形的方式,将会有效地提高加工系统的效率,能够相当或者超过目前的熟练技术工人加工时间,考虑到数控加工中一个工人可以同时操作多台机床,效率将会显著提高。4)自动G代码生成软件设计:根据上述生产工艺,通过螺栓球的设计.NBT文件自动生成G代码文件,减少生产的准备时间,进一步提高加工中心的使用效率。实践表明,采用轴心线正交的联合数控转台和螺栓球球心重合的方式是合理的和有效的,卧式加工中心的机床布置形式可以有效地减少机床结构和复杂程度,专用转台、滑台和主轴结构能够显著降低加工中心的成本,避免精度浪费,自动化软件生成程序可以减少生产准备时间。由机械、控制系统和软件共同组成了一个完整高效、低成本且有一定精度的加工系统。
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