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V8高速加工中心

V8高速加工中心是現代制造業主要的先進制造設備。其主軸部件是其關鍵組成部件。主傳動系統主要用來實現機床的主運動，并涉及刀具的交換環節。其結構和性能在一定程度上體現和影...

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產品詳情

V8高速加工中心是現代制造業主要的先進制造設備。其主軸部件是其關鍵組成部件。主傳動系統主要用來實現機床的主運動，并涉及刀具的交換環節。其結構和性能在一定程度上體現和影響加工中心的生產效率。

山東威力重工V8高速加工中心結構特性：

◆三軸采用線性滑軌，具有高剛性、高定位精準、低噪音、低摩擦特性，可做快速位移（48m/min）及或得最佳循圓精度；

◆主結構鑄件采用高品質的鑄鐵，組織穩定，永久確保品質；

◆鑄件經由有限元分析法電腦計算分析，合理的結構強度及加強筋的搭配，提供機械之高剛性；

◆超寬底座及立柱均為箱型結構體，鞍座加寬加長，重荷全支撐設計，結構堅實，可確保加工時之重負荷能力；

◆主軸頭內以筋骨強化結構，主軸頭與立柱接觸長度比率適當，提供主軸之穩固支撐；

◆機臺配有防撞擊裝置，可吸收由工人操作失誤引起的撞擊而產生的振動，使撞擊的損害減至最低，確保原有的精度；

◆機臺采用油水分離設計，可有效使潤滑油與切削液分離，防止切削液因混合而劣化，影響加工品質；

◆機臺采用高精度高剛性高精密主軸，皮帶式主軸剛性強、可靠性高，直結式主軸高速高效高精度、噪聲小、振動低，全面滿足用戶需求；

V8高速加工中心是用于模具加工的V8高速加工中心，一個普遍的結構特點是采用龍門式框架結構，以此增強機床剛性，且便于充分利用加工區的空間。機床床身的材料則多數采用了聚合物混凝土，由于這種材料具有較好的阻尼性能和較低的熱傳導率，故有利于提高模具的加工精度。

電主軸

高速電主軸是V8高速加工中心的核心部件。在模具自由曲面和復雜輪廓的加工中，常常采用2～12mm較小直徑的立銑刀，而在加工銅或石墨材料的電火花加工用的電極時，要求很高的切削速度，因此，電主軸必須具有很高的轉速。

目前，加工中心的主軸轉速大多在18000～42000r/min，瑞士Mikro的V8高速加工中心XSM400U/XSM600U其主軸轉速已達54000 r/min。而對于模具的微細銑削(銑刀直徑一般采用0.1～2mm)，則需要更高的轉速。

如德國Kugler公司的五軸高精度銑床，其最高主軸轉速達160000 r/min(采用空氣軸承)，這樣的高轉速，當采用0.3mm直徑的銑刀加工鋼模時，就可達到150m/min的切削速度。

目前，德國Fraunhofer生產技術研究所正在開發轉速為300000 r/min的空氣軸承支撐的主軸。

加工模具時，總是采用很高的轉速，而高轉速產生的發熱，以及切削時可能產生的振動是影響模具加工精度的重要因素。

為保證高速電主軸工作的穩定性，在主軸上裝有用來測量溫度、位移和振動的傳感器，以便對電機、軸承和主軸的溫升、軸向位移和振動進行監控。由此為V8高速加工中心的數控系統提供修正數據，以修改主軸轉速和進給速度，對加工參數進行優化。

當主軸產生軸向位移，則可通過零點修正或軌跡修正來進行補償。

直線電機

目前，模具加工用的V8高速加工中心或銑床上多數還是采用伺服電機和滾珠絲杠來驅動直線坐標軸，但部分加工中心已采用直線電機，例如德國Röders公司的RXP500DS/RXP800DS型高速銑床和德吉馬公司的DMC75V linear型V8高速加工中心(其軸加速度達2g和快速行程速度達90m/min)。由于這種直線驅動免去了將回轉運動轉換為直線運動的傳動元件，從而可顯著提高軸的動態性能、移動速度和加工精度。

采用直線電機驅動的機床可顯著提高生產率。例如在加工電火花加工用的電極時，加工時間要比采用傳統高速銑床減少50%。

直線電機可以顯著提高高速機床的動態性能。由于模具大多數是三維曲面，刀具在加工曲面時，刀具軸要不斷進行制動和加速。只有通過較高的軸加速度才能在很高的軌跡速度情況下，在較短的軌跡路徑上確保以恒定的每齒進給量跟蹤給定的輪廓。

如果曲面輪廓的曲率半徑愈小，進給速度愈高，那么要求的軸加速度愈高。因此，機床的軸加速度在很大程度上影響到模具的加工精度和刀具的耐用度。

轉矩電機

在V8高速加工中心上，回轉工作臺的擺動以及叉形主軸頭的擺動和回轉等運動，已廣泛采用轉矩電機來實現。轉矩電機是一種同步電機，其轉子直接固定在所要驅動的部件上，所以沒有機械傳動元件，它像直線電機一樣是直接驅動裝置。

轉矩電機所能達到的角加速度要比傳統的蝸輪蝸桿傳動高6倍，在擺動叉形主軸頭時加速度可達到3g。由于轉矩電機可達到極高的靜態和動態負載剛性，從而提高了回轉軸和擺動軸的定位精度和重復精度。

目前，已有部分廠家的V8高速加工中心，已采用直線電機和轉矩電機來分別驅動直線軸(X/Y/Z)和回轉擺動軸(C和A)。如R歞er的RXP500DS/RXP800DS,德馬吉的DMC75V linear和Edel的CyPort五軸龍門銑床。

應該提及的是，直接驅動的直線軸與直接驅動的回轉軸相組合，使機床所有的運動軸具有較高的動態性能和調節特性，從而為高速度、高精度和高表面質量加工模具自由曲面提供了最佳條件。

控制系統

CNC控制系統是V8高速加工中心的重要組成部分，它在很大程度上決定著機床加工的速度、精度和表面質量。因此，對于加工模具自由曲面的高速機床，數控系統的性能具有特別重要的意義。

加工高精度自由曲面時，由微段直線和圓弧構成的刀具軌跡造成龐大的零件程序，這些數據流需要由機床控制系統來儲存和處理，因此，程序段處理時間的長短是決定CNC控制系統工作效率的重要指標。目前，高檔CNC控制系統的程序段處理時間一般可達0.5ms(如海德漢的iTNC530數控系統)，而個別數控系統的程序段處理時間已縮短到0.2～0.4ms。

應用于模具高速加工的現代CNC數控系統，除了具有為確保高速進給速度所必要的很短程序處理時間外，還應具有Nurbs和樣條插補功能，并能以納米的分辨率進行工作，以便在高速加工的情況下獲得高的加工精度和表面質量。

目前，高檔的數控系統也都能與不同廠家的CAD/CAM系統進行連接，數據從CAD/CAM系統經以太網以很高的速度傳送到控制系統上。CAD/CAM集成到控制系統上，在很大程度上能使模具復雜輪廓的加工獲得良好的效果，并對縮短調整時間和編程時間做出十分重要的貢獻。

在上述所引述的五軸高速機床上，除R歞er公司是采用自己開發的數控系統外，其它主要是采用了西門子的840D和海德漢公司的iTNC530數控系統。

V8高速加工中心技術參數：

行程
X軸	800mm
Y軸	500mm
Z軸	500mm
主軸端面至工作臺	120-620mm
主軸中心至立柱導軌	581mm
進給
X軸快速移動	48m/min
Y軸快速移動	48m/min
Z軸快速移動	48m/min
切削進給	1-10m/min
選配	FANUC 0i Mate-MD	三菱M70B
X軸伺服電機	βiS12/3000（1.8KW 11N.m）	HF223（2.2KW 12N.m）
Y軸伺服電機	βiS12/3000（1.8KW 11N.m）	HF223（2.2KW 12N.m）
Z軸伺服電機	βiS22B/3000（3KW 20N.m）	HF303B（3.0KW 22.5N.m）
工作臺
工作臺面積	800×500mm
最大承重	500kg
工作臺面距地面高度	約800mm
T型槽	3×18×150mm
主軸
選配	皮帶式	直結式
轉速	10000 rpm	12000 rpm
主軸錐孔	BT40	BT40
選配	FANUC 0i Mate-MD	三菱M70B
主軸電機	βiI8/10000（7.5/11KW 35.8 N.m）	SJ-D7.5/120（5.5/7.5KW 35N.m）
精度
定位精度（JIS標準）	±0.005/300mm
重復定位精度（JIS標準）	±0.003mm
其它
光機重量	約3000kg
光機外形尺寸	約2300×1850×1950mm
整機重量	約4000kg
整機外形尺寸	約2600×2100×2300mm
氣壓	≥6.5kg/cm2
電壓	380V/50Hz

山東威力重工總結高速加工中心操作要求：

不斷提高的工作性能是模具制造業得以高效和高精度加工模具的重要前提。在驅動技術的推動下，涌現出結構創新、性能優良的眾多不同類型的V8高速加工中心。不要在V8高速加工中心周圍放置障礙物，保證工作空間應足夠大；不要將水或油濺到地面上’保證工作地面潔凈干燥；不要移動或損壞安裝在機床上的警告標牌'保證安全警示標志鮮明醒目.

不要用濕手去觸摸開關，否則也會引起電擊；在按下開關盲前一定要確保其正確，以免接錯造成危險；熟悉急停按鈕的位置，保證在任何需要使用時'無須尋找就會按到它。

未經安全操作培訓者不能操作高速加工中心，而且一般不允許兩人同時操作臺鈺精機V8高速加工中心口若某項工作需要兩人或多人共同完成時，在操作的每一個步驟上都應當規定出協調的信號’除非已給出了規定的信號，否則就不要進行下一步驟的操作。不要改變系統參數值或其它電氣設置。高速加工中心若必須更改時，應在改變之前將原始值記錄下來，以便在必要時恢復到原始調整值上。
山東威力重工V8高速加工中心實景與發貨