随着机械制造业竞争的日益加剧,昂贵的厂房租赁成本,高额的人工费用,加上各种的检查干预,小微机械制造企业生存越来越困难。面对这种状况,很多地方逐渐兴起了一种新的机械加工经营模式:
集散模式的加工,加工点越来越家庭化,一两间平房,就可以几序或全序加工。上班没有路上耽误的成本,没有人员管理成本,没有厂房租赁成本,上班时间自己说了算。
但是,我国目前金属加工机床还没有面向家庭的高精度、高刚度的机床,限制机床进入家庭的因素主要有几个方面:
1、机床尺寸和重量较大,不适合进入普通平房,很多机床由于加装Z轴平衡油缸,考虑维修等因素,净高空间至少要3米以上,很多机床普通民用住房的门都进不去,高度、宽度都不够。到目前为止,桌上型加工中心没有批量的产品问世。
2、我国现有的机床产品,大多需要3相ACv电源,而我国引入民用住宅的电源,是单相ACv电源,个人加装变压器是不现实的。
3、有些小型机床由于尺寸限制机床刚度表现不佳。或者行程太小,限制了它的应用。
因此,我们面向家庭推出了一款高刚度、高精度、大行程(相对于台式机床)使用单相ACv电源的数控铣镗床或加工中心。根据用户需要可以是手动换刀的数控铣床,也可以是加装了刀库的加工中心。
家庭版桌上型迷你加工中心有几大特点:
1、大行程;这台机床的行程超过了落地式机床XK的加工范围。
2、高刚度;刚度分为结构刚度和传动刚度。
结构刚度:床身为箱型结构,各向刚度优良,滑枕型腔内部是斜拉交叉筋结构,充分保证了滑枕的刚度,主轴采用厚度40毫米的中碳钢板材作为垂向滑板主体,工作台采用优质灰铸铁铸造而成。
传动刚度:机床导轨采用25规格的滚柱导轨,与滚珠导轨相比,接触形式由点接触变成了线接触。
由于使用了滚柱结构,其刚度大幅提高。
传动刚度还表现在丝杠组件上。丝杠选用25毫米直径的滚珠丝杠,丝母带有预紧力,轴承选用专用成对角接触球轴承,保证了良好的传动刚度
3、单相ACv电源;这是将机床进入家庭的关键,一个家庭申请三相电源进线成本较高而且不能适用变化的市场,今年有活,明年没活,收回变压器投资面对变化的因素较多。单独变压器不但一次性投资成本高,而且变压器的损耗也要用户承担。而这款机床,总容量3kw多,而实际功耗约低于2kw,仅相当于一个2~3匹柜式空调的功耗。
4、机床可以整机运输,也可以分部件运输,既使是整机,对于宽度毫米以上的门宽也可以通过。整机运输不加刀库约为kg,加上刀库约kg,需要小型吊装设备辅助,分部件包装运输,最重的床身约为60kg,两人即可搬运。到达现场后自己组装或请厂家组装均可.
5、迷你机床,要的是结构简单,适用。以目前流行的7系列床身立式数控铣床,机床结构件为五件:
床身
工作台
床鞍
立柱
主轴箱
而这款滑枕式立式数控铣床机床结构件为四件:
床身
工作台
滑枕
主轴滑体
结构件的减少,除了生产制造成本可以下降之外,更重要的是减少了弱化刚度的环节,使机床刚度体现上更优秀。
下面是机床各个部分的介绍:
工作台
工作台台面尺寸为:X向:mm,Y向:mm
工作台下面镶嵌有两根25规格的滚柱导轨,前端为基准导轨,铸件凸缘是导轨的侧向定位面卡紧面由楔块在槽中靠螺钉顶紧导轨。
工作台台面T型槽为18规格,间距80mm,中央T型槽为卡具、工件的定位基准。
工作台丝杠规格为25mm,导程5mm,两端支撑,靠近电机一端为轴向定位端。远离电机的一端是轴向浮动端。
工作台可以加装半切削防护,不能解决高压力、大流量的冷却液的喷溅。
防护罩的固定结构本着快捷、方便的原则,使用可调拉紧式锁扣与工作台接合面垫有胶垫
可调拉紧式锁扣如下图:
装、拆防护罩几分钟即可搞定
如果装有较长尺寸的刀具,要注意刀具与防护罩的干涉问题
床身
床身是工作台和滑枕的基础
制造过程中床身的加工面积远小于工作台的加工,加工时间很短,但是,加工床身的机床设备规格要大一些,Z轴行程不低于mm。
固定床身地脚螺钉槽宽18mm,使用M16或以下的螺钉即可。
制造过程中,底面应当平整,利于用户将床身固定在桌面或台案上。
固定滚柱导轨滑块需要从床身底面操作
地脚螺钉位置尺寸
滑枕
滑枕的作用是实现Y轴运动功能,并且是Z轴滑块的支撑。
制造滑枕在加工过程中需要保证底部导轨接合面与立向滑块接合面的垂直度。
基准滚柱导轨的侧向顶紧是靠顶丝实现
主轴滑体
电主轴连续功率1w,断续运转功率w,刀柄标准BT30。
主轴滑体为灰铸铁
转速rpm
对于精度要求不高时可采取风冷,长时间低低转速可自冷,需要注意:主轴温升会传导到滑体,变形量将会导致Y轴向负方向偏移,从而影响加工件的精度。
对于要求加工精度高的场合,水冷是比较可行的方式。
刀库
由于机床定位为小型迷你机床,加装机械手就不划算,而且机床空间不好安排,因此,该机床采用斗笠式刀库形式
刀库容量为16把刀
刀库臂旋转角度度
刀库臂旋转靠一个缸径50mm,行程mm的气缸实现。
数控系统
使用绝对位置编码器电机
3轴联动,第4轴用于刀库驱动,仅作为位置控制,不参与插补。
刀库臂旋转气缸采用带磁环的霍尔元件反馈型,为动作完成提供信号。
注意事项
有下列情况时应当用地脚螺钉将机床固定在桌面或台案上:
加装刀库时
X轴用到接近满行程时
工件较重时(25kg及以上)
X轴加减速时间常数设置较小,加减速较大时
操作时扳手用力较大时
其它易使机床不稳或造成翻转的因素存在时
结束语
随着经营模式的不断变化,生产手段必须随之改变,设备是工艺基础,适用的设备才能够创造最佳的价值。该机虽然不能加工较大尺寸的工件,但是它毕竟敲开了家庭工厂的大门。有了它,像液压领域的6mm通径以下的方向阀阀体、各类称重传感器弹性体等一大批零件将被覆盖。个体经营模式不再是商品流通零售环节的特有,它将延伸到千差万别的制造领域,为新的产业模式奠定了重要的物质基础。