如今的高速技術在很大程度上取決于機床設備的生產能力。對此,既需要有快速旋轉的絲杠,也需要有動力強勁的設備軸。因此,設備的結構會受到更大的負荷,設備的抗振能力會顯得更弱,工作質量也會受到不良的影響。設備結構振動會導致著力點(TCP)相對位移發生改變等現象發生,它可以造成工件尺寸、形狀和表面質量不佳等后果。 如果設備的最大有功功率(設備裝機功率中的有效部分)因振動而未能得到充分利用的話,則機床設備的生產率也會因此受到限制,這是因為要達到合格的加工質量(所需的粗糙度和無波紋痕的表面),單位時間內的切削加工量和加工效率就都會很低。 機床設備上的振動類系統可以產生各種不同的振動現象,但大致可以分為外部觸發振動(即被迫振動或自由振動)和自身觸發的振動。例如,在脈沖或跳躍刺激下,機床系統就會優先地以其固有頻率發生振動(自由振動)。其振幅的衰減會與阻尼效果呈指數關系。 設備在加工過程中會產生振動
圖1 減振設備支撐系統可以對機床設備的動力性產生積極的影響 對設備進行保護,防止其因建筑地基顫動而造成設備基礎振動,從而進一步引起設備結構發生最低固有頻率振動,這是極為重要的。對此,可以采用Isoloc設備支撐系統來解決此類問題。對設備進行有彈性和有阻尼的架設,這是一種極為簡單和有效的降低設備結構振動的辦法。 加工過程中的動態切削力或滑動加速運動均會導致整個機床設備的振動。但是,唯有驅動裝置達到了足夠的加速能力,才能實現所需要的高進給速度,尤其在短暫定位運動的情況下。除了KV系數(提速尺度)之外,在進給驅動的動力性方面,沖擊振蕩調節和限制也發揮著重要的作用。加速能力通常是由可達到的沖擊振蕩(即加速時間變化)與被加速物體的結合來體現。沖擊振蕩是一個決定生產率的因素(較快地達到最大加速和最大速度)。但在實際工作中,通過驅動功率可達到的沖擊振蕩和可實現的加速及速度卻往往會被限制,就是因為它很容易觸發設備結構在較低頻率范圍內的固有振動。
圖2 一臺架設在Isoloc設備支撐系統之上的車銑加工中心 機床設備的架設是一項重要任務 機床設備架設所需條件的確定將對著力點(TCP)上的動力性能產生很大的影響。尤其是在調節器對進給軸上的過度振動狀態進行嚴格調節的時候,這種影響尤為明顯。鑒于設備固有振動形式的變化,通過采用相應規格尺寸的支撐元件,可以對設備的動力性能產生積極的影響。 在150~400?kN五軸臥式加工中心上使用Isoloc高阻尼熱塑性設備支撐系統,可以清楚地看出,它與常規所采用的剛性基礎錨固方式的設備架設方法相比有何種不同的效果。在采取了減振措施的機床設備上,KV系數可以高出300%,沖擊振蕩也可超出三倍多。除了自由和無錨固且振動隔絕的設備架設方式,可以為制造廠商和用戶帶來更好的設備安裝和架設的條件之外,生產率也可以得到極大的提高。 實際工作中的一個例子可以清楚表明,正確設計的設備架設技術隱藏著巨大的潛力。在把車銑加工中心集成到一條擁有180多臺機床設備的生產線上時,考慮到一種接收隔離技術,這是因為周圍環境和振動可能會產生一些對加工流程造成極大干擾的頻率。車銑加工中心也會因此無法達到所需的工件表面質量。 為解決此類問題,可以采用Multidam MD+UMS8-ASF型Isoloc設備支撐系統,并由此可以達到如下結果:通過采取接收隔離,可保護生產設備免受車銑加工中心振動的干擾;能夠降低刀具與工件之間的振蕩運動量。車銑加工中心所加工出來的工件表面粗糙度得到了改善,可以達到Ra0.2水平。因此,可以省去常規的后續磨削工序和所需的磨床購置。 故障停機和維修數量減少 在諸如Isoloc設備支撐系統等高品質和長壽命的技術產品上架設生產設備,可以達到降低故障停機的概率,減少維修量和降低刀具成本及維護費用。 通過加大沖擊振蕩和KV系數來提高生產率,降低設備自身觸發振動和外部觸發振動,降低材料、時間和費用的投入,所有這些因素最終將對降低總體擁有成本(TCO)和壽命周期成本(LCC)發揮積極作用。 通過提高設備的生產率,即可降低加工時間,從而進一步降低每件產品的成本。 |
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