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南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 1 頁 , 1. t is 1,2001,to be in a is by s“ ((to as is is in of is of To to to to of by of is at a of by or in of of at 京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 2 頁 is in in to at it be s is in In of is a in To as a an is at of 2. 3 967, to of is a A&a 64a 4to up a on in a As of to be of to be by of of in to of of of is to of an of 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 3 頁 To a of on at 998 by is a a 2× 10 m it To of by of a on a is a at 000of of NK as a of of PS of on at 001 3. he of is to to a in of of a in in of as a of to of 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 4 頁 on s in to 1)t is is no to in of to to in is to a to at a To we a 5? , a in of of is it be an to of (2)be in to to As a 0m/800We in of in of of 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 (3)is an to a of as a of a of to on of a of is to of so as to of of is it is of (4)A to to a of a be on a is in to C to so as to (5)is a is as on by be up on a 京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 is in so of be of a of (6)of at as of be as to (7)s by To is by a As an of to 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 7 頁 工業(yè)的最重要部分： 超高速靠模工具機進(jìn)行航空零件的制造 120B：發(fā)展的目的和現(xiàn)狀 主管 設(shè)計 程 . 引言 簡單的說自從 2001 年的恐怖襲擊后，圍繞航空工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)不是處于最佳狀態(tài)，但是日本的航空工業(yè)的發(fā)展似乎處于一個輕微不同的局面。已經(jīng)核準(zhǔn)的“ 程和“ 構(gòu)防御的事實支撐著這個評論，還有 空中客機相關(guān)聯(lián)的協(xié)約還沒有顯著的惡化。感謝這些和其他的因素，如工業(yè)進(jìn)入設(shè)備更新?lián)Q代階段的事 實，日本的航空工業(yè)相對處于一個比較好的狀態(tài)。在全球市場的影響下，有一個強烈的市場發(fā)展需求是，降低在國內(nèi)航空器件上的花費。為了迎合這種發(fā)展需求，航空器制造者和工業(yè)車間普遍處于一種相對較好的狀態(tài)。 在全球市場需求的影響下，有一個強烈的市場發(fā)展需求是降低國內(nèi)航空零件的花費。為了迎合這種發(fā)展需求，航空器制造者和工作車間已經(jīng)從努力降低花費并提高生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)率來收縮零件的需求。 由制造商生產(chǎn)的航空器中，小型噴氣式飛機的數(shù)量正在快速增長。他的增長速率比制造商或多或少專業(yè)化，特殊化的航空器的數(shù)量要快的多！如 管這些穩(wěn)定增長的需求，工作車間和航空器制造商同時面臨逐漸增長的降低成本的壓力。 東南亞國家低成本生產(chǎn)零件的能力已經(jīng)引起了強烈的兇猛的價格競爭。中國工作市場和日本工作市場在除了努力降低生產(chǎn)零件的成本外也在進(jìn)行著引領(lǐng)潮流和質(zhì)量的競爭，因此中國航空工業(yè)正發(fā)生能源消耗暴漲。 提供這些全球趨勢，可以說日本航空工業(yè)在競爭市場中處于一個微妙的地位。不管領(lǐng)先地位和質(zhì)量的優(yōu)勢，日本航空工業(yè)正在價格競爭方面進(jìn)行一場險南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 峻的積極的斗爭。 為了有利于和機床生產(chǎn)者進(jìn)行競爭， 經(jīng)研發(fā)了 種先 進(jìn)的五軸聯(lián)動超高速靠模工具機是立刻可快速有效投入生產(chǎn)的。這篇文章其余部分用 來介紹這種新的靠模工具機。 2. 背景： 司靠模工具機的發(fā)展簡要歷史 自從 1967 年， 13 個數(shù)字控制軸）發(fā)展后， 司開發(fā)了很多機床用于航空零器件和五軸靠模機的設(shè)計，并且在日本國內(nèi)和國外交付了很多機器專門用于工作車間。其中最近研發(fā)和交貨的一臺大型機器是兩工作臺， A、 B 軸聯(lián)動型三個中心軸、五軸靠模機。它帶有 64 米長的床身、四米長的工作臺面。如圖所示。這些靠模機是垂直桿機器、它可使操作者在一個穩(wěn)定位置把一個大型工件豎起在床身上。 然而，隨著時間推移、制造航空零器件的方式改變了。過去所用的生產(chǎn)航空零件鍛造方式正在逐漸被制造復(fù)雜航空零件的方式代替。這種復(fù)雜零件使用一種整材料制造而成，這樣是為了降低零件的數(shù)量和重量。這意味著在加工過程中需反復(fù)移動材料的大部分。高速加工的使用，是被計作提高生產(chǎn)率，也可明顯提高金屬每小時的移動量。使用垂直柱桿加工一個從標(biāo)準(zhǔn)點開始切削移動的不切實際的選擇，為了適應(yīng)這種變化的要求 司開發(fā)了 種大型的五軸高速水平的傾斜桌面性的靠模工具機，這種機器尤其被 設(shè)計用于從一塊整體材料上高速加工出復(fù)雜的零件。簡單有效的切削移動。這種新機器在1998 年芝加哥展覽會上展出并被用作航空零件的工作車間。其后，然而，個帶有 2*10 米的加工氣囊的大型機器，它對于一個小的工作車間來說太大并且太昂貴。為了展示這臺機器的優(yōu)越性以及這種機器操作的簡易性，司依據(jù)簡單構(gòu)思原則開發(fā)了一種機器，這種機器， 一種協(xié)定以及合理定價五軸高速水平的靠模工具機。如圖 3 所示。并且已經(jīng)在 2000年芝加哥展覽會上展出，這臺機器以它的演示和高效率而贏得掌聲，并且現(xiàn)已成為 司靠模工具機中最有價值的模具。 市場需求，然而，在快節(jié)奏的變更，要求降低成本的壓力在增加，如前邊所描述的?？紤]到對這種高速靠模工具機的需求，這烘靠模工具機能夠以目南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 9 頁 前最高的速率進(jìn)行準(zhǔn)確加工 ,司開發(fā)出它的最先進(jìn)、五軸超高速水平靠模工具機。 種工具機繼承了各種 表現(xiàn)出的所有特點，并把機器在 2001 年的 覽會上進(jìn)行展出。 3. 展的目 標(biāo) 和現(xiàn)狀 開發(fā) 目的是為使用者提供一種有效的機器以在各種加工環(huán)境中生產(chǎn)小型鋁質(zhì)零件中提高生產(chǎn)率，鋁質(zhì)材料在航空器中有廣泛的應(yīng)用。使用 高速加工領(lǐng)域的情況中被證明， 發(fā) 圖 4，通過了廣泛的研究和開發(fā)。 這篇文章的其余部分介紹先進(jìn)的技術(shù)合并于新機器上已取得機器的目標(biāo)。關(guān)于這臺機器的主要工程設(shè)計說明，請看這篇報道的新產(chǎn)品介紹。 1） 為取得高生產(chǎn)率的技術(shù) （ 1）正在開發(fā)的高速高動力軸組合 簡單的說，用鋁加工航空零件的機器的最高速度沒有限制，在這種 機器上提高生產(chǎn)率的方法是用一種方法以取得最快的速度下的最高金屬移動率。 為達(dá)到這個目的，我們開發(fā)了一種新型 7532000速高動力軸組合并帶有堅實的強大的驅(qū)動發(fā)動機的靠模工具機。這種高動力軸組合排列在最高速的軸組中以及逐漸減少軸孔的支撐量。主軸單元的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)是由具組合而成的，但是它也可根據(jù)使用者的需求變換使用 具或其他刀具。主軸軸承采用低速潤滑系統(tǒng)已在長期操作時的高速加工的情況下，提高可靠性。 （ 2）提高供給率 高軸線供給率和高加速度 /減速度性能是影 響高速加工過程中的加工時間和加工精度的重要因素。對于直線軸、雙驅(qū)動系統(tǒng)以及兩個發(fā)動機驅(qū)動機構(gòu)已經(jīng)被使用來提高驅(qū)動系統(tǒng)的剛性，以提高供給率和最大加減速度、以及提高生產(chǎn)率。因此， 40m/ 4800切削速率已在有線軸和旋轉(zhuǎn)軸中分別取得。 我們相信 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 10 頁 （ 3）將移動塊數(shù)減至最小 減少沿每根軸的移動塊數(shù)是一種有效的提高軸移動速度和取得高水平有效響應(yīng)度的方法。 被設(shè)計成隨機移動型，以取代環(huán)形移動型機器 ，結(jié)構(gòu)設(shè)計充分應(yīng)用最低移動塊數(shù)和計算機輔助分析以使機器結(jié)構(gòu)最輕、最堅實。主導(dǎo)軸以及附于 Z 軸主導(dǎo)軸上的附加部分是由特殊的輕重量合金制成。這種合金的熱膨脹系數(shù)相比較于鐵方便的減少加工零件的重量和由于 Y 軸加速度 /減速度以及 Z 軸延展所引起的軸向偏差。 盡管這種特殊輕重量合金依然很貴，但由于它的準(zhǔn)確性和工作優(yōu)點，所以仍被使用著。 （ 4） C 軸旋轉(zhuǎn)結(jié)束 一個輕便的環(huán)形系統(tǒng)已被用于 C 軸結(jié)構(gòu)中，以核轉(zhuǎn) C 軸的旋轉(zhuǎn)終點，因此削減 C 軸回轉(zhuǎn)的必要、五軸機器的缺點是帶有 A 和 C 回轉(zhuǎn)軸。這樣回轉(zhuǎn)動作，在一臺普通機器上是不可避免的。 當(dāng)切削不是沿參考縫進(jìn)行加工時，將會留下切削痕跡，并且已被削減的 序中需要額外檢查。旋轉(zhuǎn)速度已經(jīng)提升，并且沿直線軸減速所需時間過去被用于慢慢減低 C 軸的移動，現(xiàn)在已被減少，從而縮短加工時間。 （ 5）傾斜臺面 用了一個傾斜臺面系統(tǒng)，這與 五軸靠模機中使用的傾斜臺面一樣，并被它的使用者很好地接受了。使用這種傾斜桌面，工件可被放于一個穩(wěn)固的桌面傾斜的水平位置。當(dāng)臺面位于垂直位置時操作便可進(jìn)行，為的是高速加工過程中產(chǎn)生的大量碎屑可以從加工區(qū)域快速移走，因此在確保高生產(chǎn)率的同時，碎屑 移走的問題被解決了。 （ 6）高速控制 航空零件的高速五軸加工，首先要核定障礙物以及處理掉障礙物，以進(jìn)行全日自動化加工鑄模。切削刀具需由五軸合作控制提供，如五軸刀具長度和直徑補償。 輪廓精度性能已被改進(jìn)以適合高速五軸控制。高速控制合作特色最近加上用于提高生產(chǎn)率包含 精度輪廓控制）它可精確光滑的控制旋轉(zhuǎn)和直線軸運動。刀具長度補償沿著刀具軸刀尖控制、以及南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 11 頁 三度切削直徑補償。 （ 7）安全及環(huán)境特點 作為軸向速度和速率提高，由飛濺的碎屑和斷刀帶來的危險也在增加。為 了確保來自這些威脅的安全度，加工地區(qū)以及高速軸均完全的被潑濺防御物圍繞起來。通過加工區(qū)域外的潑濺防御物上的窗口或是監(jiān)控電視裝置，操作者可監(jiān)控加工操作，以及控制機器由于飛濺速度增加，噪音開始成為增加的危險問題。全封閉式飛濺防御物減小了從加工區(qū)域泄漏出的噪音，因此減小了操作者的危險。