Unul dintre avantajele sale principaleMașină de frezare a gantriei CNCeste capacitatea sa de a rezista deformării cauzate de forțele externe în timpul prelucrării, ceea ce afectează direct precizia, eficiența și calitatea suprafeței. Acest lucru poate fi demonstrat în următoarele moduri:
Proiectarea structurală determină fundamentul rigidității
Rigiditatea unei mașini de frezat Gantry CNC provine în principal din designul său structural general, care este prealabil pentru o rigiditate suficientă:
Structura cadrului
Se folosește un cadru de portal „dublu-coloană + încrucișat”. Coloanele și patul sunt conectate rigid (de exemplu, șuruburi și pini de dibl) pentru a forma o structură de susținere triunghiulară stabilă. Rezistența sa torsională și de îndoire o depășește cu mult pe cea a mașinilor de frezare orizontale sau a centrelor de prelucrare verticală. De exemplu, coloanele și patul mașinilor de frezare cu gantry cu duty grele sunt adesea construite din fontă integrală (cum ar fi HT300) sau din structuri de oțel sudat (îmbătrânite pentru a elimina tensiunile interne), ceea ce duce la o rigiditate excepțională.
Dimensiunea părții mari și grosimea peretelui
Componentele de miez, cum ar fi grinzile, coloanele și patul de mașină, au secțiuni mari și grosimi uniforme ale peretelui (de exemplu, grinzile sunt adesea dreptunghiulare sau în formă de cutie). Aceasta distribuie forțele de tăiere și reduce deformarea. De exemplu, piesele de prelucrare a mașinilor de frezare a ganteriei de peste 10 metri poate avea o grosime a patului de 300-500mm. Chiar și atunci când înălțimea coloanei depășește 2 metri, grosimea peretelui lateral rămâne cel puțin 100mm.
Ghid și design de diapozitive
Folosiți ghiduri dreptunghiulare sau ghiduri liniare grele cu diapozitive largi (lățimea diapozitivului se potrivește adesea cu lățimea fasciculului) pentru a maximiza zona de contact. De exemplu, lungimea de contact între fascicul, diapozitiv și căway poate atinge 1-2 metri, distribuind presiunea asupra pieselor în mișcare și prevenind deformarea localizată.
Manifestări directe de rigiditate suficientă în timpul prelucrării
În prelucrarea efectivă, caracteristicile rigidității suficiente sunt reflectate direct în rezultatele specifice de prelucrare:
Rezistă la volume mari de tăiere fără o deformare vizibilă
Capacitate de tăiere grea: poate gestiona adâncimi mari de tăiere (de exemplu, 5-20mm), rate mari de alimentare (de exemplu, 1000-3000mm/min) și lățimi mari de tăiere (de exemplu, diametre de tăiere peste 300mm), fără a se retrage cu sculele. De exemplu, la prelucrarea turnărilor de 45# din oțel folosind un tăietor de frezare a feței φ200mm, o adâncime de tăiere de 10 mm, o viteză de alimentare de 1500mm/min și o sarcină a axului de 80%, mașina poate funcționa în mod stabil, fără marcaje de chat pe suprafața prelucrată.
Rezistența la impact: atunci când se confruntă cu tăieturi intermitente (de exemplu, prelucrarea blițului de turnare și a cheilor), forța de impact instantaneu nu va determina axul sau capul încrucișat să se devieze. De exemplu, atunci când se încadrează canelurile de ulei de frezare pe căile de ghidare din fontă gri, instrumentul se taie frecvent și în afară, provocând „saritura” în mașini cu o rigiditate insuficientă. Cu toate acestea, o mașină de frezat suficient de rigidă poate menține erori dimensionale la ± 0,01mm.
Stabilitate atunci când prelucrați piese mari de lucru
Rigiditatea de susținere: pentru piese mari care depășesc câțiva metri lungime, lățime și înălțime (cum ar fi paturile de mașini -unelte și fundațiile turbinelor eoliene), care pot cântări mai multe tone, patul mașinii de frezare și masa de lucru oferă un suport stabil. În timpul prelucrării (cum ar fi freza feței), greutatea piesei de prelucrat împiedică să se scufunde patul sau să se îndoaie. De exemplu, la prelucrarea unui pat de mașină lung de 5 metri, diferența de înălțime între suporturile la ambele capete și centru poate fi controlată până la 0,02 mm/m.
Stabilitatea spanului: variațiile de fascicul (distanța dintre cele două coloane) variază adesea de la 2 la 8 metri. O mașină de frezat suficient de rigidă de gantry menține o precizie constantă de frezare la ambele capete și la centrul fasciculului. De exemplu, atunci când frecă o suprafață plană în mijlocul unui fascicul de distanță de 5 metri, eroarea de planeitate este mai mică sau egală cu 0,03 mm/1000mm, iar diferența de eroare între cele două capete este mai mică sau egală cu 0,01mm.
Rigiditate dinamică excelentă și o calitate ridicată a suprafeței
Fără discuții: în timpul tăierii de mare viteză (de exemplu, viteza fusului de 3000-6000rpm), amplitudinea vibrației dintre instrument și piesa de prelucrat este extrem de minimă (mai mică sau egală cu 0,005 mm), iar rugozitatea suprafeței prelucrate poate atinge RA1.6-3,2 μm. De exemplu, atunci când măcinarea cavităților din aliaj de aluminiu, mașini-unelte insuficient rigide vor produce modele de „scară de pește”, în timp ce o mașină de frezat suficient de rigidă poate menține o suprafață asemănătoare cu oglinda.
Stabilitatea furajelor: Când prelucrați contururi complexe (cum ar fi suprafețe curbate 3D), axele X/Y/Z sunt legate fără lag sau wobble, asigurând precizia căii. De exemplu, la prelucrarea suprafețelor curbate ale carcaselor motorului aeronavei, eroarea de contur poate fi controlată în 0,02 mm.
Retenție de precizie în timpul prelucrării pe termen lung
Structurile cu o rigiditate suficientă sunt mai puțin sensibile la deformarea oboselii cauzate de stresul pe termen lung (cum ar fi prelucrarea continuă timp de 8 ore pe zi), iar precizia lor se deteriorează lent. De exemplu, după prelucrarea a 1.000 de flanșe mari, eroarea de planeitate poate fi menținută în continuare la peste 90% din precizia inițială. În schimb, o mașină -unelte cu o rigiditate insuficientă poate depăși toleranța după prelucrarea a numai 500 de părți.
Comparație cu mașini -unelte cu o rigiditate insuficientă
|
Scenă |
Mașină de frezare rigidă |
Mașini -unelte cu o rigiditate insuficientă |
|
Tăiere grea |
Fără deviere a sculei, precizie dimensională stabilă (± 0,01mm) |
Cuțitul nu este în mod evident lăsat să se miște, iar dimensiunea este în afara toleranței (mai mult de ± 0,05 mm) |
|
Calitatea suprafeței |
Fără marcaje de chat, RAL.6-3.2 µm |
Există ondulări sau zgârieturi, RA6.3 µm sau mai mult |
|
Procesare mare a piesei de lucru |
Suport stabil, deformare mai mică sau egală cu 0,02mm/m |
Scufundare la pat, deformare mai mare sau egală cu 0,1 mm/m |
|
Procesare pe termen lung |
Accuracy retention rate>90% (după 1000 de bucăți) |
Rata de retenție a preciziei<70% (after 500 pieces) |
Rezumat
„Rigiditatea” unei mașini de frezare a gantriei CNC este o reflectare cuprinzătoare a designului său structural (cadru, material, căi de ghidare) și performanța prelucrării (rezistența forței de tăiere, stabilitatea și retenția de precizie). Acest lucru îl face deosebit de potrivit pentru prelucrarea pieselor mari, grele, de înaltă precizie (cum ar fi matrițe, paturi de mașini-unelte și componente aerospațiale) și este avantajul său competitiv de bază în comparație cu echipamentele de prelucrare mici și mijlocii.
