重型立式车床通过车刀对旋转的工件进行车削加工,一般能够自动完成外圆柱面、圆锥面、球面以及螺纹的加工,还能加工一些复杂的回转面、曲面等。立式车床主要用于大型、特大型零件加工,是为军工、航空航天、船舶、能源(火电、水电、核电、 风力发电)、交通运输(铁路、汽车)、冶金、工程机械等主要工业支柱产业以及国家重点工程项目服务。
主轴选用大功率电机驱动,大马力,高扭矩,即使在低转速状态下也可以实现高精度的重切削。进给系统采用加大直径、预拉伸的滚珠丝杆,增加丝杆刚性并能有效防止丝杆热变形。所有下导轨均采用高耐磨的铜板。采用刮研的方法可靠的保证其接触面积的更大化。超大型床身及床头箱结构支撑,确保机床运行加工刚性切削各种零部件。操作面板经过精心设计,操作方便,增进操作机床的便利性能。
滑枕是方形滑枕,在横梁上进行X轴、Z轴方向移动。滑枕的平衡依靠安装在十字滑板上的滑枕两侧对称布置的液压平衡油缸。立式车床有单柱立式车床和双柱立式车床两种结构。单双立柱都是以底座为中心对称设计内部采用对称环型加强筋,使立柱有足够的强度及刚度。刀夹的卡紧依靠安装在滑枕上部的推力油缸,使拉杆上下移动,用滑枕内部的碟形弹簧将刀具刀夹强力提升拉紧,用下端弧齿盘进行定位。
横梁在设计上采用足够的高度和厚度以及合理的布局,防止滑枕移动及切削力产生的弯曲,提高横梁的刚性。采用AC伺服电机,并通过V型皮带、变速箱驱动工作台旋转,实现恒线速切削。可选用数控系统,可实现高速、高精度的伺服控制。标准配置为手动四爪卡盘。采用左右对称结构,将环状加强筋和等分的放射筋进行组合,同时配有三角加强筋,使底座构成一个坚实的整体。数控立式车床主要用于航天、船舶、风电、水电、军工、矿山、火车、汽车、重型机械等机械加工行业,加工各种精度高、工序多,形状复杂的大型盘类零件。使用该系列机床可以节省工艺装备,缩短生产准备周期,保证零件加工质量,提高生产效率。
二、数控立车主轴的速度控制
数控立车由支承部件、主轴部件、控制系统、伺服系统、自动换刀装置、自动托盘更换系统、辅助系统组成。支承部件由床身、立柱和工作台等组成,是加工中心的基础部件,大都是铸铁件。数控立车技术条件要求高标准加工、装配工艺,确保产品质量完美。
机床铸件是骨骼,是承受切削扭矩力和分散震动力的关键,是整机稳定性的基础,对铸件刚性要求非常高。大型数控立车所用润滑油适宜的粘度和良好的耐温性能关系到发动机的起动性、立车的磨损程度、燃油和润滑油的消耗量及功率损失的大小。机油粘度过大,流动性差,进入摩擦面所需时间长,燃料消耗就会增大,机件磨损增大,清洗及冷却性差,但密封性好;粘度过小,不能形成可靠油膜,双柱立车不能保持润滑,密封性差,磨损大,功率下降。所以粘度过大、过小都不好,应当适宜。
数控立车的主轴速度控制装置主要是由数字直流调速装置和直流电机组成;PLC用于使能控制,而功能实现则是通过6RA70控制直流电机实现。整流器为全数字紧凑型整流器,输入为三相交流电源,可向变速直流驱动用的电枢和励磁供电,紧凑型整流器可用于并联使用。根据直流电机的铭牌来选择6RA70型号,选用Z4直流电机,根据参数选择直流调速装置。端子包括电枢电源输入和励磁电源输入。为了保护设备,在电枢电源和励磁电源进入直流调速装置前要加上熔断器,起到过载保护的作用,而熔断器的额定电流要比设备的额定电流至少高出1.2倍。进线端子进线电压范围380-460V,用于电子板供电。
工艺、原材料决定了铸件质量。机身采用米纳铸铁,超细微粒结构,具有高物理性质,在苛严的环境下也不会扭曲变形,具备良好的刚性要求。数控立车要根据实际的情况进行处理,适当减小铰刀外径、降低切削速度、减小主偏角,选择冷却性能较好的切削液、调整或更换主轴轴承或者更换整条主轴都可以有效解决孔径加大的问题。