Jedna maszyna z wieloma funkcjami: Pięciowymiarowa obrotowa głowa skrętna realizuje efektywną produkcję złożonych części

W miarę jak przemysł produkcyjny kontynuuje zwiększanie popytu na obróbkę skomplikowanych części, technologia pięciu osi łączenia stopniowo stała się podstawowym rozwiązaniem dla efektywnej i precyzyjnej obróbki. Powstanie pięciuosiowych maszyn z obrotowymi głowicami tokarskimi, poprzez integrację trójosiowych silników liniowych i technologii dwukrotnego dynamicznego i statycznego elektrycznego wirowania, jeszcze bardziej przerwało ograniczenia tradycyjnego sprzętu do obróbki i dostarczyło nowych możliwości efektywnej produkcji w takich obszarach jak lotnictwo kosmiczne, precyzyjne formy, sprzęt medyczny i inne.

1. Podstawowe zalety technologii pięciuosiowej obrotowej głowicy tokarskiej

Pięciowymiarowy obrabiarko-wiertniczy złożony narzędzie z obrotową głową może realizować ciągłe obrabianie złożonych powierzchni krzywoliniowych dzięki kombinacji wieloosiowego sterowania i struktury obrotowej głowy, co redukuje liczbę zacisków i znacząco poprawia wydajność obróbkową. Na przykład, podczas obrabiania elementów o kształcie specjalnym lub form o strukturze z podcięciami, tradycyjne trójwymiarowe maszyny obrabiarskie wymagają wielokrotnego dostosowywania pozycji części roboczej, podczas gdy technologia pięciowymiarowej obrotowej głowy może bezpośrednio ukończyć wielokątne cięcie dzięki dynamicznemu koordynowaniu narzędzia i części roboczej, a czas obróbki można skrócić o ponad 50%.

Ponadto, innowacyjny projekt pięciowymiarowej struktury obrotowej głowy znacząco poprawia zdolność wyjściową momentu obrotowego dzięki kombinacji drugiego stopnia redukcji prędkości i dwuetapowego skrzyni biegów, co pozwala nadal utrzymywać stabilną wydajność podczas obrabiania materiałów o wysokiej twardości, takich jak części stalowe.

2. Rewolucja wydajności napędu liniowego trójosiowego

Jako podstawowy element napędowy maszyny, trójosiowy motor liniowy w porównaniu do tradycyjnej konstrukcji śruba kulkowego ma następujące istotne przewagi:

Wysoka prędkość i szybka reakcja: Motor liniowy jest bezpośrednio napędzany bez pośrednich łączy transmisyjnych, a przyspieszenie może osiągnąć ponad pięć razy większe niż w konstrukcji tradycyjnej, co szczególnie dobrze nadaje się do scenariuszy wysokiej prędkości i precyzyjnego obrabiania.

Dokładność pozycjonowania na poziomie nanometrów: Przy użyciu systemu sterowania zamkniętego, motory liniowe mogą osiągnąć dokładność ruchu na poziomie mikrometrów lub nawet nanometrów, skutecznie redukując błędy obróbki o 10%.

Niskie wymagania konserwacyjne: Tryb ruchu bez kontaktu unika zużycia mechanicznego i może utrzymywać wysoki poziom wydajności dynamicznej po długotrwałym użytkowaniu, zmniejszając koszty konserwacji związane z simplyfikacją czasu przestoju.

W narzędziu z pięciowym głowicą kołyszącą się szybkość reakcji trójosiowego silnika liniowego i ruch wielostopniowy pięciowej głowicy doskonale się wzajemnie uzupełniają, co może znacząco poprawić wydajność i jakość powierzchni podczas obróbki złożonych trajektorii.

3. Technologiczny przełom w dziedzinie dwukrotnego dynamicznego i statycznego ciśnienia elektrycznego ściernika

Dwuosobowe dynamiczne i statyczne ciśnienie elektrycznych ścierników to kolejny podstawowy element maszyny z pięciowym głowicą kołyszącą. Ich techniczne zalety znajdują odzwierciedlenie w:

Nadwyższa precyzja i sztywność: dynamiczno-statyczny ściernik wspiera ściernik przez film smarujący ciekły lub gazowy, tworząc obrotę bez kontaktu. Dokładność obrotowa może osiągnąć mniej niż 0,1 mikrona, a efekt homogenizacji warstwy smarującej może kompensować błąd obróbkowy, co jest szczególnie odpowiednie do obróbki nadprecyzyjnej.

Wysoka prędkość i niska drgań: Włókno dynamiczne i statyczne może pozostać stabilne przy wysokiej prędkości (np. ponad 5000 obr./min), a drgania i hałas są znacznie niższe w porównaniu do tradycyjnego wała złożonego z pod rolling bearing, co przedłuża żywotność narzędzia i poprawia wykończenie powierzchni.

Długa trwałość i silna adaptacyjność: Ze względu na brak mechanicznego kontaktowego zużycia, czas życia wału dynamicznego i statycznego może osiągnąć ponad 3 razy więcej niż tradycyjny wał, a może dostosowywać się do ekstremalnych warunków pracy, takich jak wysoka temperatura i próżnia, spełniając wymagania dotyczące obróbki specjalnych materiałów w sektorze lotnictwa i kosmicznym.

W pięciowymiarowym maszynie obróbkowej z głowicą obrotową, konfiguracja podwójnych wiązek dynamicznych i statycznych może osiągnąć jednoczesne obrabianie i frezowanie, co jeszcze bardziej skraca cykl obróbki. Na przykład, podczas obróbki łopatek turbin, jeden wiązek odpowiada za obróbkę wstępną, a drugi jednocześnie wykonuje obróbkę dokładną, co może zwiększyć wydajność o do 40%.

4. Efekt synergii: Integracja technologii promuje ulepszanie produkcji

Kombinacja trójwymiarowego silnika liniowego z podwójnym wiązkiem dynamicznym i statycznym pozwala maszynie z głowicą obrotową pięciu osi na osiągnięcie równowagi między wydajnością dynamiczną a stabilnością statyczną:

Synergia dynamiczna: Wysokośpiesny ruch silnika liniowego i precyzyjna rotacja wiązka reagują synchronicznie, co umożliwia wykonanie ciągłego cięcia powierzchni złożonych, takich jak integracyjna obróbka łopatek wentylatorów, śrub lotniczych i innych części.

Oszczędność energii i redukcja zużycia: bezpośredni napęd silnika liniowego redukuje straty energetyczne, a niskofrakcyjny projekt wału dynamicznego i statycznego dalej obniża ogólne zużycie energii, co jest zgodne z trendem zielonej produkcji.

Rozszerzalność inteligentna: Przez głęboką integrację z systemami CNC (takimi jak krajowe pięciokoordynatowe systemy CNC) można osiągnąć adaptacyjną regulację parametrów obróbki, aby spełnić elastyczne potrzeby produkcji wielu gatunków w małych partiami.

5. Perspektywy zastosowań i wpływ na branżę

Obecnie, pięciowymiarowa głowica obrotowa złożona narzędzie CNC pojawiła się w sektorze wysokiej wartości dodanej. Na przykład, w dziedzinie pojazdów elektrycznych służy do obróbki lekkich aluminiumowych obudów silników; w sektorze urządzeń medycznych służy do produkcji precyzyjnych sztucznych stawów. Dzięki postępom technologicznym w krajowych systemach sterowania pięcioma osiami i podzespołach kluczowych, koszt takiego wyposażenia stopniowo maleje, a oczekuje się, że w przyszłości zakorzeni się w większej liczbie branż, takich jak formy odlewnicze i elektronika konsumentów.