Точное инженерное дело, токарные центры с высокой жесткостью обеспечивают непревзойденную точность
Ортогональный структурный дизайн для неукоснительной стабильности
В наши дни, в современном производстве, токарные центры, которые мы используем, должны быть действительно прочными и устойчивыми. Именно здесь применяется ортогональный конструктивный дизайн. Он организует важные части машины особым образом. Такая организация позволяет машине формировать своего рода самонесущую раму. Это как строительство очень прочного дома. Эта рама отлично сопротивляется крутящим моментам, что похоже на вращательную силу, и также помогает предотвратить термическую деформацию, которая может возникнуть, когда машина нагревается. Геометрическое расположение этих частей очень продумано. Оно препятствует распространению гармонических колебаний по всей машине. И даже при такой прочной конструкции доступ к сложному инструментарию и его установка остаются простыми. Единичная база машины, которая представляет собой одну большую монолитную деталь, работает совместно с точно отшлифованными направляющими. Они могут поглощать режущие усилия, будь то тяжелая грубая обработка для быстрого формирования материала или деликатная доводка для идеального внешнего вида. Таким образом, независимо от типа обработки, машина может демонстрировать стабильно высокую производительность.
Двойной прямой привод B-оси с оптическим позиционированием
Раз мы уже увидели, насколько важна структура для стабильности, давайте поговорим о другом классном преимуществе передовых технологий обработки резанием: двойном прямом приводе оси B с оптическим позиционированием. Все это направлено на то, чтобы сделать операции резания намного более точными. Они интегрировали прямые вращательные актуаторы, которые похожи на сверхбыстрые и точные моторы, с высокоразрешающими оптическими энкодерами. Эти энкодеры как очень точные измерительные инструменты. Такое сочетание устраняет люфт, который возникает из-за небольшого зазора в зубчатых передачах, и гистерезис зубчатой передачи, что может вызывать некоторые неточности. С такой системой станок может изменять углы резания в реальном времени, и точность достигает уровня дуговой секунды. Это действительно очень точно! Технология прямого привода может моментально отвечать на крутящий момент. Таким образом, она может быстро менять ориентацию инструмента без нарушения качества поверхности материала. А когда это сочетается с продвинутыми алгоритмами термической компенсации, станок может поддерживать свою позицию с точностью до 2 микрон, даже если работает длительное время.
Технология линейных двигателей для бесконтактного движения
Мы рассмотрели конструктивный дизайн и позиционирование по оси B, но как движется машина? В следующем поколении токарных центров традиционные шариковые винты и зубчатые системы заменены технологией линейных двигателей. Это большое изменение. Линейные двигатели работают без какого-либо соприкосновения механических частей. По сути, машина движется как бы по воздуху. Поскольку отсутствуют механические компоненты соединения, нет переменных упругой деформации. Это означает, что машина может следовать заданному пути намного точнее. Прямое электромагнитное ускорение этих двигателей очень быстрое. Машина может двигаться со скоростью подачи более 60 м/мин, что очень быстро, и при этом сохранять повторяемость позиционирования менее 1 микрона. Это особенно полезно при обработке очень твердых материалов или когда необходимо создавать сложные формы, требующие мгновенного изменения направления движения машины.
Гидродинамические системы шпинделя для превосходного демпфирования
Теперь давайте посмотрим, как работает шпиндель центра обработки вращения. Продвинутая гидростатическая технология подшипников действительно меняет ситуацию. Она использует непрерывное масляное пленочное смазывание. Получается, что шпиндель как будто плавает на слое масла. Этот нагнетаемый жидкостный интерфейс имеет отличные демпфирующие характеристики. Он может снизить колебания вибрации на 80% по сравнению со старыми системами роликоподшипников. Постоянный поток масла также помогает поддерживать стабильную температуру. Он может поддерживать температуру в пределах ±0.5°C, независимо от того, насколько быстро вращается шпиндель. Это крайне важно, когда вы работаете с сплавами, чувствительными к температуре. Из-за этого операторы могут ожидать, что их инструменты будут служить дольше, а шероховатость поверхности обрабатываемого материала становится значительно лучше. Вы можете получить значение шероховатости поверхности Ra < 0.2μm, что очень гладко, так как высокочастотные вибрационные гармоники исчезли.
Управление термической стабильностью в точной обработке
Мы рассмотрели, как различные части токарного центра работают для повышения точности, но одна из больших проблем в точной обработке — это термическое расширение. Именно здесь приходит на помощь управление термической стабильностью. Эти передовые машины имеют очень умные системы термической компенсации. По всей конструкции машины размещены встроенные датчики. Эти датчики могут обнаруживать температурные градиенты с разрешением 0,1°C. Они передают эти данные в реальном времени адаптивным алгоритмам корректировки. Эти алгоритмы словно мозг машины. Они могут автоматически регулировать положения осей и корректировать инструментальные смещения, чтобы компенсировать любое термическое увеличение. Это означает, что независимо от того, как изменяется окружающая температура, машина может поддерживать свою размерную точность в пределах 3 микрон. Таким образом, вы можете получать последовательное качество деталей на разных сменах, и даже не нужно каждый раз вручную настраивать машину.
Повышение надежности процесса за счет оптимизации жесткости
Подводя итог, когда вы объединяете сильное структурное усиление и передовые технологии привода, получается невероятно устойчивая платформа для обработки. Показатели динамической жесткости демонстрируют, что эти современные токарные центры на 40% лучше сопротивляются вибрациям по сравнению со старыми моделями. Это действительно важно. Это означает, что вы можете производить тонкостенные компоненты с гораздо более строгими допусками. Способность станка гасить вибрации также позволяет вам более агрессивно удалять материал, что ускоряет процесс, при этом сохраняя высокое качество поверхности. Таким образом, вы можете сократить время изготовления детали без потери точности. И поскольку система настолько стабильна, вы даже можете обрабатывать непрерывные поверхности и асимметричные заготовки, которые очень сложно обработать с помощью обычного оборудования.