机床实现快速切削的要求,大体上可分为以下几项:

1.机构设计适合高速运转

高速运转的机床首先要求其机构具有高刚性,要能吸收高频振动及高惯性G值,以确保高速切削精密度及稳定度。主轴转速现在已能达到很高的程度,这就要求高速主轴要有良好的润滑及冷却系统且又需符合短小轻薄的原则。作为高速加工的执行机构之一,高速进给机构要求能满足高进给加减速,同时必须达到高精度。因此,伺服电机与滚珠丝杠需无背隙及LOSSMOTION现象的实际传动,方能在高进给切削方面显示出效果;滚珠丝杠机构的设计也要能确保定位精度及防止热变位误差;而Z轴则要求轻量化,因为Z轴上下反应必须灵敏且不会有干涉抖动现象,同时需有特殊电控回路设计,这样Z轴即使在瞬间断电情况下也不会掉下,造成刀具插刀损坏。模具加工一般均为长时间加工,因此在主轴变频器长时间高速运转热量上升,很容易造成电子零件老化,因此电控箱需采用密闭式空调系统,方能确保箱内零件寿命及其稳定性,并防止油污进入。

2.优秀的CNC控制系统

CNC数控系统是发出位置指令的单元,要求指令能准确而快速地传递,经过处理后对每个坐标轴发出位置指令,伺服系统必须按照该指令快速驱动刀具或工作台准确地运动。它要求能够快速地处理程序段,能够把其加工误差控制为最小等等。在高速加工应用领域,西门子840D和Fanuc18iMB最具代表性。

3.适合高速运转的刀柄及刀具

高速切削用的刀具,尤其是高速旋转刀具,从保证加工精度方面以及操作安全方面考虑,都要求刀具及刀柄有更好的质量和性能。对于刀具来说,细长比小于10倍以下较好。这里有碳化钨刀具、CBN刀具和镀钛碳化钨刀具。而对于刀柄来说,要求其动平衡小于2.5G以下,HSK、BBT(BTF-B)和一些专用刀柄就能很好地满足以上要求。

4.专业化的CAD/CAM软件

专业化的CAD/CAM软件要求有精密的路径计算方式,除可精确地达到3DProfile的准确度要求,同时更可达到减少放电工序,甚至不用抛光就可达到表面质量要求。它必须能产生良好切削路径,使切削量稳定,不但提升加工效率,而且可以延长刀具寿命并节省刀具成本。介于设计软件的多样化,它需具有与其他软件良好的转档兼容性,可轻松地将其他软件转档的图档承接而不失真,即使有小破洞或段差亦能在内建的2D、3DCAD中快速修复,为使用者把住漏洞,掌握时效。