龍門加工中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面:
1. 框架式結(jié)構(gòu)
龍門結(jié)構(gòu)組成
龍門加工中心采用龍門式框架結(jié)構(gòu),主要由床身、立柱和橫梁組成。床身作為整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ),承載著立柱和橫梁,通常是一個(gè)大型的鑄件,具有很高的剛性和穩(wěn)定性,能夠有效抵抗加工過程中產(chǎn)生的切削力和振動(dòng)。立柱垂直安裝在床身兩側(cè),為橫梁提供支撐,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要保證足夠的強(qiáng)度和剛度,以承受橫梁和滑鞍等部件的重量以及切削力。橫梁橫跨在兩個(gè)立柱之上,是安裝主軸箱和銑頭的部件,它的剛性對(duì)于保證加工精度至關(guān)重要。
穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)
這種框架式結(jié)構(gòu)使得龍門加工中心在加工過程中能夠保持極好的穩(wěn)定性。在進(jìn)行重切削加工,如銑削大型模具的型腔或者加工大型機(jī)械結(jié)構(gòu)件的平面時(shí),機(jī)床不會(huì)因?yàn)榍邢髁Φ淖饔枚a(chǎn)生明顯的變形,從而確保加工精度和表面質(zhì)量。例如,在航空航天領(lǐng)域,當(dāng)加工飛機(jī)的大型零部件時(shí),龍門加工中心的這種穩(wěn)定性可以有效減少加工誤差,保證零件的質(zhì)量。
2. 工作臺(tái)與工件裝夾
工作臺(tái)特點(diǎn)
龍門加工中心的工作臺(tái)一般位于床身之上,其面積較大,能夠放置大型的工件。工作臺(tái)的表面通常經(jīng)過精密加工,平面度很高,可以保證工件安裝后的初始精度。工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方式多樣,常見的有沿著床身導(dǎo)軌的縱向運(yùn)動(dòng)(X軸方向),這種運(yùn)動(dòng)方式可以使工件在水平方向上移動(dòng),便于對(duì)工件的不同部位進(jìn)行加工。
裝夾方式靈活
由于加工的工件尺寸較大且形狀多樣,所以工作臺(tái)的裝夾方式比較靈活。可以使用T型槽螺栓、壓板等工具將工件直接固定在工作臺(tái)上,對(duì)于一些大型的、形狀不規(guī)則的工件,還可以采用專用夾具進(jìn)行裝夾。例如,在加工大型船用螺旋槳時(shí),通過設(shè)計(jì)專用的夾具,能夠牢固地將螺旋槳固定在工作臺(tái)上,確保在加工過程中螺旋槳不會(huì)發(fā)生位移。
3. 主軸系統(tǒng)
主軸箱與銑頭
主軸系統(tǒng)包括主軸箱和銑頭。主軸箱安裝在橫梁上,內(nèi)部裝有主軸和傳動(dòng)裝置。主軸是加工過程中的關(guān)鍵部件,其轉(zhuǎn)速可以根據(jù)加工要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了適應(yīng)不同的加工需求,龍門加工中心的銑頭有多種形式,如固定銑頭、萬(wàn)能銑頭和直角銑頭。固定銑頭主要用于平面銑削等常規(guī)加工;萬(wàn)能銑頭可以在一定角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn),能夠加工斜面等復(fù)雜形狀;直角銑頭則適用于側(cè)面加工,擴(kuò)展了加工范圍。
高精度與高剛性
主軸系統(tǒng)具有較高的精度和剛性。主軸的旋轉(zhuǎn)精度直接影響加工精度,因此龍門加工中心的主軸通常采用高精度的軸承和精密的制造工藝,以確保其在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的穩(wěn)定性。同時(shí),主軸箱和銑頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也充分考慮了剛性要求,能夠承受較大的切削力,例如在進(jìn)行強(qiáng)力銑削或鏜削時(shí),能夠保證加工的精度和質(zhì)量。
4. 進(jìn)給系統(tǒng)
多軸進(jìn)給
龍門加工中心一般具有X、Y、Z三個(gè)直線進(jìn)給軸,有些還配備有旋轉(zhuǎn)軸(如A軸、B軸或C軸),以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的加工。X軸方向的進(jìn)給由工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn),Y軸方向是橫梁上的滑鞍帶動(dòng)主軸箱的橫向運(yùn)動(dòng),Z軸方向則是主軸箱沿橫梁的上下運(yùn)動(dòng)。這些進(jìn)給軸通過高精度的滾珠絲杠或直線導(dǎo)軌來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞,保證了運(yùn)動(dòng)的精度和平穩(wěn)性。
高精度傳動(dòng)部件
滾珠絲杠是進(jìn)給系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一,它將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為工作臺(tái)、滑鞍或主軸箱的直線運(yùn)動(dòng)。龍門加工中心所使用的滾珠絲杠具有高精度、高剛性和低摩擦的特點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)精確的進(jìn)給控制。直線導(dǎo)軌則為運(yùn)動(dòng)部件提供了精確的導(dǎo)向,保證了運(yùn)動(dòng)的直線性和穩(wěn)定性,并且能夠承受較大的負(fù)載。
5. 刀庫(kù)與自動(dòng)換刀系統(tǒng)(可選)
刀庫(kù)類型與容量
許多龍門加工中心配備有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀系統(tǒng),以提高加工效率。刀庫(kù)的類型有圓盤式、鏈?zhǔn)降?。圓盤式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)緊湊,換刀速度快,適用于刀具數(shù)量相對(duì)較少的情況;鏈?zhǔn)降稁?kù)容量較大,可以存儲(chǔ)更多種類的刀具,適合復(fù)雜零件的加工。刀庫(kù)的容量根據(jù)機(jī)床的規(guī)格和用途不同而有所差異,一般可以存儲(chǔ)幾十把到上百把刀具。
自動(dòng)換刀過程
自動(dòng)換刀系統(tǒng)能夠在加工過程中根據(jù)程序的指令自動(dòng)更換刀具。當(dāng)需要更換刀具時(shí),系統(tǒng)通過機(jī)械手或其他換刀裝置,將主軸上正在使用的刀具取下并放回刀庫(kù),然后從刀庫(kù)中取出下一把需要使用的刀具并安裝到主軸上。這個(gè)過程快速、準(zhǔn)確,減少了人工換刀的時(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了機(jī)床的自動(dòng)化程度和加工效率。