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南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 1 頁(yè) , 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(jì)說明書（論文） 第 2 頁(yè) 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(jì)說明書（論文） 第 3 頁(yè) 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(jì)說明書（論文） 第 4 頁(yè) 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(jì)說明書（論文） 第 5 頁(yè) (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(jì)說明書（論文） 第 6 頁(yè) 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(jì)說明書（論文） 第 7 頁(yè) 工業(yè)的最重要部分： 超高速靠模工具機(jī)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(jì) 程 . 引言 簡(jiǎn)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(gè)輕微不同的局面。已經(jīng)核準(zhǔn)的“ 程和“ 構(gòu)防御的事實(shí)支撐著這個(gè)評(píng)論，還有 空中客機(jī)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(shí)，日本的航空工業(yè)相對(duì)處于一個(gè)比較好的狀態(tài)。在全球市場(chǎng)的影響下，有一個(gè)強(qiáng)烈的市場(chǎng)發(fā)展需求是，降低在國(guó)內(nèi)航空器件上的花費(fèi)。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(duì)較好的狀態(tài)。 在全球市場(chǎng)需求的影響下，有一個(gè)強(qiáng)烈的市場(chǎng)發(fā)展需求是降低國(guó)內(nèi)航空零件的花費(fèi)。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(fèi)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(jī)的數(shù)量正在快速增長(zhǎng)。他的增長(zhǎng)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(zhǎng)的需求，工作車間和航空器制造商同時(shí)面臨逐漸增長(zhǎng)的降低成本的壓力。 東南亞國(guó)家低成本生產(chǎn)零件的能力已經(jīng)引起了強(qiáng)烈的兇猛的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。中國(guó)工作市場(chǎng)和日本工作市場(chǎng)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(jìng)爭(zhēng)，因此中國(guó)航空工業(yè)正發(fā)生能源消耗暴漲。 提供這些全球趨勢(shì)，可以說日本航空工業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中處于一個(gè)微妙的地位。不管領(lǐng)先地位和質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)，日本航空工業(yè)正在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)方面進(jìn)行一場(chǎng)險(xiǎn)南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 8 頁(yè) 峻的積極的斗爭(zhēng)。 為了有利于和機(jī)床生產(chǎn)者進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)， 經(jīng)研發(fā)了 種先 進(jìn)的五軸聯(lián)動(dòng)超高速靠模工具機(jī)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(jī)。 2. 背景： 司靠模工具機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)要?dú)v史 自從 1967 年， 13 個(gè)數(shù)字控制軸）發(fā)展后， 司開發(fā)了很多機(jī)床用于航空零器件和五軸靠模機(jī)的設(shè)計(jì)，并且在日本國(guó)內(nèi)和國(guó)外交付了很多機(jī)器專門用于工作車間。其中最近研發(fā)和交貨的一臺(tái)大型機(jī)器是兩工作臺(tái)， A、 B 軸聯(lián)動(dòng)型三個(gè)中心軸、五軸靠模機(jī)。它帶有 64 米長(zhǎng)的床身、四米長(zhǎng)的工作臺(tái)面。如圖所示。這些靠模機(jī)是垂直桿機(jī)器、它可使操作者在一個(gè)穩(wěn)定位置把一個(gè)大型工件豎起在床身上。 然而，隨著時(shí)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(dòng)材料的大部分。高速加工的使用，是被計(jì)作提高生產(chǎn)率，也可明顯提高金屬每小時(shí)的移動(dòng)量。使用垂直柱桿加工一個(gè)從標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)開始切削移動(dòng)的不切實(shí)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(jī)，這種機(jī)器尤其被 設(shè)計(jì)用于從一塊整體材料上高速加工出復(fù)雜的零件。簡(jiǎn)單有效的切削移動(dòng)。這種新機(jī)器在1998 年芝加哥展覽會(huì)上展出并被用作航空零件的工作車間。其后，然而，個(gè)帶有 2*10 米的加工氣囊的大型機(jī)器，它對(duì)于一個(gè)小的工作車間來說太大并且太昂貴。為了展示這臺(tái)機(jī)器的優(yōu)越性以及這種機(jī)器操作的簡(jiǎn)易性，司依據(jù)簡(jiǎn)單構(gòu)思原則開發(fā)了一種機(jī)器，這種機(jī)器， 一種協(xié)定以及合理定價(jià)五軸高速水平的靠模工具機(jī)。如圖 3 所示。并且已經(jīng)在 2000年芝加哥展覽會(huì)上展出，這臺(tái)機(jī)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(jī)中最有價(jià)值的模具。 市場(chǎng)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(duì)這種高速靠模工具機(jī)的需求，這烘靠模工具機(jī)能夠以目南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 9 頁(yè) 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(jī)。 種工具機(jī)繼承了各種 表現(xiàn)出的所有特點(diǎn)，并把機(jī)器在 2001 年的 覽會(huì)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(jī)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(jī)器上已取得機(jī)器的目標(biāo)。關(guān)于這臺(tái)機(jī)器的主要工程設(shè)計(jì)說明，請(qǐng)看這篇報(bào)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(dòng)力軸組合 簡(jiǎn)單的說，用鋁加工航空零件的機(jī)器的最高速度沒有限制，在這種 機(jī)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(dòng)率。 為達(dá)到這個(gè)目的，我們開發(fā)了一種新型 7532000速高動(dòng)力軸組合并帶有堅(jiān)實(shí)的強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的靠模工具機(jī)。這種高動(dòng)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(rùn)滑系統(tǒng)已在長(zhǎng)期操作時(shí)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(shí)間和加工精度的重要因素。對(duì)于直線軸、雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已經(jīng)被使用來提高驅(qū)動(dòng)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 主軸和軸供給性能在鋁質(zhì)航空零件制造領(lǐng)域是最好的。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 10 頁(yè) （ 3）將移動(dòng)塊數(shù)減至最小 減少沿每根軸的移動(dòng)塊數(shù)是一種有效的提高軸移動(dòng)速度和取得高水平有效響應(yīng)度的方法。 被設(shè)計(jì)成隨機(jī)移動(dòng)型，以取代環(huán)形移動(dòng)型機(jī)器 ，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分應(yīng)用最低移動(dòng)塊數(shù)和計(jì)算機(jī)輔助分析以使機(jī)器結(jié)構(gòu)最輕、最堅(jiān)實(shí)。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(diǎn)，所以仍被使用著。 （ 4） C 軸旋轉(zhuǎn)結(jié)束 一個(gè)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(diǎn)，因此削減 C 軸回轉(zhuǎn)的必要、五軸機(jī)器的缺點(diǎn)是帶有 A 和 C 回轉(zhuǎn)軸。這樣回轉(zhuǎn)動(dòng)作，在一臺(tái)普通機(jī)器上是不可避免的。 當(dāng)切削不是沿參考縫進(jìn)行加工時(shí)，將會(huì)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(shí)間過去被用于慢慢減低 C 軸的移動(dòng)，現(xiàn)在已被減少，從而縮短加工時(shí)間。 （ 5）傾斜臺(tái)面 用了一個(gè)傾斜臺(tái)面系統(tǒng)，這與 五軸靠模機(jī)中使用的傾斜臺(tái)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(gè)穩(wěn)固的桌面傾斜的水平位置。當(dāng)臺(tái)面位于垂直位置時(shí)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(shí)，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(dòng)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(zhǎng)度和直徑補(bǔ)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(yùn)動(dòng)。刀具長(zhǎng)度補(bǔ)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(jì)說明書（論文） 第 11 頁(yè) 三度切削直徑補(bǔ)償。 （ 7）安全及環(huán)境特點(diǎn) 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(xiǎn)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(jī)器由于飛濺速度增加，噪音開始成為增加的危險(xiǎn)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(xiǎn)。