本广告位招租 本广告位招租

世纪浮雕模具论坛

 找回密码
 注册
查看: 968|回复: 9
收起左侧

[原创] JDHMS技术手册————北京精雕的参考文章

[复制链接]
发表于 2015-1-27 13:16:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
电脑雕花培训

亲!马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转社区。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

x
1JDHMS的市场应用分析
新的设备投入到它适合的领域,就会落叶生根,遍地开花,枝繁叶茂。那么JDHMS的市场到底在那儿,如何开发呢?我认为,我们需要注重下面这些环节。
1.1JDHMS可以适用的行业
经过人们前期观望、尝试,雕铣加工逐渐被加工行业认可。这种加工主要集中在下面几个方面:
1)  注塑模具的划线,线宽在1-4毫米之间,深度宽度比例不超过5。
2)  注塑模具的残料清角,用1-3毫米刀具清除6毫米刀具剩余的材料。
3)  模具突出部分的细小形状,加工中心已经预留了加工位置。
4)  小型注塑模具的雕铣加工,这类没有6毫米以上的刀具的加工位置,或者很少。
5)  中小型模具的精加工。其实加工中心已经完成了精加工,但加工的表面质量没有雕铣加工的高。
6)  灯具的精加工,加工车灯的表面反光图案;
7)  工业模型加工,加工范围为500X400X80左右;
8)  鞋模加工,可以加工金属材料的鞋模;
总之,雕铣机用雕刻机的价格,高速加工中心的品质正好迎合了黄岩、余姚等模具城的需求。
6 t. `) ^' |$ e

评分

参与人数 1威望 +2 金钱 +10 世纪券 +12 收起 理由
何老师 + 2 + 10 + 12 很给力!

查看全部评分

 楼主| 发表于 2015-1-27 13:17:22 | 显示全部楼层
1.2、JDHMS加工能力的认识
  E4 F2 Z; b5 T  q: g1)        JDHMS不能当作小型数控铣床
1 P* h" S1 K* I* I& y" k9 GJDHMS虽然具有铣加工能力,但这种能力和铣床相比差之甚远。在使用这类设备时,重点还是雕刻加工能力(3毫米以下刀具)。
6 J8 C0 y4 V& `2 E在推广这种设备时,需要明示客户这种区别,引导客户正确认识雕铣设备,不能鼓吹开粗能力,不要将设备的粗加工能力作为雕铣设备的关键指标。
7 f3 X, i- h4 H) c& j: V' i" _JDHMS的粗加工能力比较强,但和铣床必起来根本不在一个数量级。下面是一个加工45号钢的切削削率的对比表。
' m6 ?+ U6 `% {) m设备类型        最大切削效率        刀具直径范围        正常工作范围
4 c; d- L7 j1 ]雕铣机        1.2 cm3/min(3毫米刀具)        0.2~6.0        0.2~3.0
" J" h& W0 Y8 Z: \: a小型铣床        24.0 cm3/min(10毫米刀具)        3.0~20.0        6.0~204 r2 M4 Y; N( z8 {& g+ W: }
$ r9 g3 @( s* M* V4 W
 楼主| 发表于 2015-1-27 13:17:56 | 显示全部楼层
电脑雕花培训
加工铜的切削削率的对比表。" \; ~8 J8 z6 |! m
设备类型        切削效率        刀具直径范围        正常工作范围/ _/ _  n! U# J/ r! ~
雕铣机        4.8 cm3/min(4毫米刀具)        0.2~6.0        0.2~4.0
3 Z4 Q. x  y- D3 ?' @) o5 R小型铣床        30.0 cm3/min(10毫米刀具)        3.0~20.0        6.0~20
( Z( }" o0 v: D$ M0 D
  A/ }- v5 ^0 \加工ABS工程塑料切削削率的对比表。
/ b/ n* P2 e' ]. M% r; R设备类型        切削效率        刀具直径范围        正常工作范围
4 r5 {6 @; Z7 I+ C2 H% I1 X雕铣机        21.0 cm3/min(6毫米刀具)        0.2~8.0        0.2~6.0
& |7 h" G% h7 P$ w9 v$ y4 f小型铣床        60.0 cm3/min(10毫米刀具)        3.0~20.0        6.0~20
0 c) D- O+ b( W% X+ H) B1 M- \
 楼主| 发表于 2015-1-27 13:18:05 | 显示全部楼层
; u$ E8 u8 I0 b9 p. A
  G  A9 _5 \+ e% i* c4 c# @
2)        JDHMS可以看作是经济的高速铣类设备' _# \3 j# h" Q' c! B2 e; [* U
在模具加工领域,我们和高速铣承担的任务基本接近。主要是小刀具高转速精加工。有人认为高速铣可以进行粗加工。实际的情况并非如此。因为目前还没有一种设备能够在大范围粗加工的同时,又能保持精加工的性能。
% q& S/ e2 \" B( l据称DMG(世界知名的机床制造商)在某地的一个销售中心销售了10台高速铣床后,销售人员自己也不敢卖这种机床了。因为销售人员在介绍机床时认为这种机床可以粗加工,结果那些模具制造厂真将它当作开粗、半精加工、精加工一体的机床,不久这些机床的性能急剧下降,使用者怨声迭起。
* e1 I- G4 l4 L我们在作市场的时候,一定要心中有数,不能盲目满足用户的要求,而要逐步引导用户,将雕铣机带入一个正确的轨道。不要夸大设备能力,不要吊高客户的期望值,否则,我们将会面临“吸引了几个客户,丢掉了整个市场”的被动局面。$ q) j$ [0 a% I) `7 a
3)         JDHMS的最大卖点是加工精度高
) W6 v) n5 o5 N: r( ~精雕在行业中被任何的主要原因是“精雕的设备能出精活”。这是我们公司多年处心积虑追求的“精品策略”。在JDHMS上,我们继续要坚持这种策略。在宣传设备时,我们不贬低自己的粗加工能力,但宣传设备的精度。如果设备精度从0.03提高到0.02,看似数量变化不大,但精度提高了50%,设备的设计和制造难度会上一个台阶。JDHMS在加强机床刚性的同时,秉承了精雕设备最大的优点“加工精度高”。高精度体现在下面这些方面:2 e5 |) A* P/ G
a.        小刀具加工断刀概率低
% e! m( Z/ A- {1 q: y% R; s% {. Mb.        零件的尺寸精度,工件的一致性好
3 C% F7 P4 ^% Y' r& J: j8 _  nc.        直侧面和曲面的表面粗糙度8 x9 Y* E* \' N9 u4 t
d.        机床运行的稳定性好,故障率低;
7 P- {- M4 z0 i' F" t4)        JDHMS的粗加工效率是JDPMS的3倍0 ^- R6 D* D0 J! y
        JDHMS的开粗能力虽然不能和铣床相比,但在同类设备中,其开粗能力并不比他们弱,而在精雕系列雕刻机中,它是开粗能力最强的设备,在保证刀具耐用度的前提下,它的加工45号的开粗效率是JDPMS的3倍。JDHMS的效率可以达到1.2 cm3/min,而JDPMS的效率一般为0.4 cm3/min。! ]) g6 K; f% n# q
 楼主| 发表于 2015-1-27 13:18:20 | 显示全部楼层
电脑雕花培训
1.3、我们还需要开发一种这样的设备
; k7 f7 o' _6 P+ G  g% N- @目前从事雕铣机开发的厂家很多,但大多说是跟风生产的设备,他们对设备的加工用途并不清楚,对设备的性能都有夸大的成分。许多人不了解雕铣机的参数,以为它是一台能雕能铣的设备。实际上,雕铣的铣加工能力还是很弱,尤其是它的高速主轴和设备刚性不允许它提供很好的切削效率。如何解决既能粗加工和精细雕刻加工之间的关系呢?我想我们应该开发一种介于雕刻机和中型加工中心之间的小型铣床。这种设备的用途是铣加工,而不是雕刻加工,需要满足以下参数:
- U- [" O8 ^$ Q# l# F1)        加工幅面600 x 500 x 300 ;% p  H# P7 s! w1 n$ V/ I
2)        主轴功率在5~10KW ;
& a2 C1 Y9 ]- h7 ~3)        主轴转速在2000~8000转,主要在5000转加工;9 b4 h& S3 h( i- m3 b, c
4)        加工的刀具直径直径范围是2~10毫米,以6毫米为主;# k  d  I' V( Y7 Z: P$ S
5)        机床的刚性在500N的左右力下,机床刚性可以保持在0.02毫米;# O7 C4 j) Y& G, ^8 R: l
6)        加工45号钢的效率可以达到4.8厘米3/分钟; " j' p7 R  J' j2 a% z0 X* ?
主要用于以下行业:
1 o1 O8 \) }6 p& V/ K1)        鞋底钢模、铝模的粗加工和半精加工;
* k) ?- t5 q1 ^! t# ]: f: Z2)        金属字牌的粗加工和半精加工;
( m- {9 ?; p' v; {5 ], R3)        中小型冲压模具的粗加工和半精加工,如镜框模具;  Q# |6 Q$ H( d% v1 d3 [1 R
4)        玩具模具的粗加工和半精加工;
- p8 m0 w) R0 ?# |9 ~# m( r目前南京四开已经生产出了类似的设备,命名为雕铣床。它的实现方法是采用双主轴结构。真正的使用模式是一台粗加工,一台或多台精加工。
1 ]9 F' O  p" ]  w6 M5 r# r, a& a2 s
 楼主| 发表于 2015-1-27 13:18:46 | 显示全部楼层
2、机床刚性分析5 o: _. r0 @/ d' w6 y1 f

3 x2 Z9 W3 \; j3 ]. b  ^! p2.1、JDHMS的刚性数据
+ ]4 D" \+ D, G机床的刚性好,切削量就可以增大,切削效率可以提高,刀具的耐用度也能提高。根据实际测试,JDHMS在100N力的作用下,机床的变形量为:9 C) Y; S" X4 q+ `& x6 y
: I2 T$ `6 S# k* ~7 B, C7 q! v
测量指标        变形量        说明" m8 l* A: |1 u, Q9 B
主轴轴承变形        0.005毫米        不随Z轴行程变化而变化
( _  w; n: r5 T+ Y7 L* q主轴跳动        根部0.01毫米,30毫米位置0.02毫米        螺母不要过紧,否则30毫米跳动将超过0.035毫米。. {, E- Z8 m6 _* \/ n- X
跳动不随受力的变化而变化。5 K# A8 E6 j/ k7 U7 d+ F5 l9 M
Z=0位置指机头偏摆变形        0.005毫米        Y向X向的变形接近,不包括主轴变形7 H) Y( A' |: L0 {6 G
Z=25位置指机头偏摆变形        0.010毫米        Y向X向的变形接近,不包括主轴变形; K  w; i7 d% m
Z=155位置指机头偏摆变形        0.020毫米        Y向X向的变形接近,不包括主轴变形* Y! p/ Q+ l8 ?$ L# d
 楼主| 发表于 2015-1-27 13:19:10 | 显示全部楼层
电脑雕花培训
2.2、JDHMS的刚性的刚性分析7 ~3 [) c5 f* i/ N* n* \5 G
JDHMS的刚性是目前几种雕刻机型号中刚性最强的。但在刚性方面仍然有需要加强的地方。下面我们从影响刚性的几个要素分析JDHMS机床的刚性的加强措施:/ r! _" m( x2 Y' Y
1)        机床的整体结构刚性。JDHMS机床底座采用整体铸造,减振效果好,立柱和横梁采用钢结构,整体的结构刚性也比较好。
0 ~4 L# X/ E- G6 l2)        机床的运动机构刚性。JDHMS的Y轴的导轨间距和直线轴承的间距大,刚性也比较好。而X轴Z轴的运动连接间距较小,相对刚性要弱一些;连接部件的刚性也是机床的刚性的重要因素。
, v# d0 F7 s: t- X9 y( A1 J       增大间距,可以增大力臂,减小弯曲变形。间距和变形量基本成线性关系。我们以X轴间距的变化为例,分析一下这种变形。: l" ]5 S( Y! z4 b, n. B" }- d( P  [' E
机头的结构示意图如下:1 G8 g& @% o- u# D6 [
         
) B, o" m) v4 A$ z6 D* |7 l7 p, a4 ]% f# n4 T
  按照这个比例关系,端部受力为P,如果将滑块的距离增大达到300,同样的受力下,B位置的受力是原来的7/9,而在B位置相同变形的情况下,端部的变形是原有变形的11/15。所以 合计变形将是原来的0.57。
9 i' Z9 W! V) e$ s   用类似的方法,我们可以估算出滑块间距和其他轴的变形。
" v  ?: O& a9 _) ]8 g3)        连接部件的刚性。连接部件包括连接的轴承和螺钉。型号和预紧力是影响刚性的重要因素。
$ K0 q; k  l% U+ e  o, J如果减小连接位置的变形,也能减小连接部位的受力变形。这种变形和最终的加工变形也是线性关系。! B+ S0 A1 W" G
JDHMS机床的机头和导轨之间的连接件数太多,降低了机床的刚性,使得加工振动不能很好的传递到横梁上去,如果采用整体结构,机头的刚性将强不少。
  |; n$ T3 T8 ~" _( I) _6 }4)        主轴电机的刚性,主要包括主轴轴承的刚性和刀具夹持(筒夹)的刚性。& I9 L" A9 ^) i- ]7 O  K
JDHMS的主轴刚性较好。但夹持的跳动较大,在使用过程中,需要注意合理装刀,不要使用太大的力紧刀具。
( P, n+ f: J7 D9 j" c
 楼主| 发表于 2015-1-27 13:19:53 | 显示全部楼层
2.3、机床刚性对刀具耐用度的影响
5 Q9 S. R. C# a% {8 O) V- m$ g所有的刚性最后都体现到刀具的变形上,它对刀具耐用度的影响包括下面几个方面:/ F: e/ n5 {/ _3 p1 L  {5 V9 C
1)        刀具根部疲劳断裂。, P; x6 E& ^8 E( u& K/ d( [
        刀具变形增大,刀具在高速运动过程,在刀具根部出现应力集中,容易造成刀具的疲劳断裂。
4 j& `  n! Y- i
9 w$ E1 ~" x* [9 V2)        刀具刃部的疲劳破损。( A' V0 K* t. w1 u1 h
切削过程中刀具刃部存在着交替的切削、空行过程,刀具刃部容易出现疲劳破损,加快磨损,当机床的刚性比较弱时,这种疲劳破损的速度将加快。 2 j5 P  q0 S# ^; k( T
3)        刀具后刀面的磨损。% ~) b( Q8 _. Z9 G, ?$ ^# v6 t7 v
当机床刚性比较弱时,切削过程中材料与刀具后刀面的接触宽度增大,产生大量的热量,降低刀具的耐用度。而且当刀具的后刀面和已加工表面摩擦时,发出很大的声音,感觉切削十分费力。
) I6 o3 m* X0 e& ]4 \- ?) j7 H0 O( Y7 v) D; y4 m3 |
如果加工过程中机床变形反映刀刀具上超过的0.02毫米,刀具的磨损速度将十分迅速。如果低于0.01毫米,机床在切钢时才能体现出良好的性能,刀具使用寿命将大幅增加。原因是:5 e1 V1 V& ^8 P- @/ g
小刀具铣加工的转速在10000转/分钟左右,正常的速度在0.1~1.0之间,如果双刃刀具在0.4米走刀的过程中,每齿每转进给量在0.02毫米。如果变形超过0.02毫米,加工切削过程的让刀将十分严重,已经切削的加工面有可能摩擦到后刀面,加工声音刺耳,刀具寿命快速减少。
% w/ p* e$ Q- J; L
 楼主| 发表于 2015-1-27 13:20:06 | 显示全部楼层
电脑雕花培训
2.4、如何利用机床刚性
* \- A3 [- T; E3 l: x4 }: D从机床的刚性分析我们可以的得到下面这些方法:
- U/ L7 C, C+ B: `4 g1)        尽量将工件抬高,能用二次台面的最好使用二次台面。 JDHMS的Z轴采用滑块不同动,导轨运动的形式,所以,机床在顶部的刚性最好。
0 I1 g) A7 a: E9 D6 x2)        工件距离Z轴比较大时,将切削量降低一半进行切削。道理与1)中的相同,机床在根部的变形是中间的一倍,而一般试验提供的切削参数都是在机床中间高度的参数(Z=100)。5 a$ q6 K# D/ J7 r0 u6 o- f# U
3)        刀具尽量装短一点,它可以减小主轴电机变形的影响,也能减小刀具的跳动。
& H7 f: G7 b) i  Z& G4)        刀具的夹持不是越紧越好。刀具上的过紧时,刀具跳动增大,刀具耐用度降低。与此同时,JDHMS的刀具存在保护电机的作用,如果刀具上的过紧,误操作的容易损坏主轴电机,相反,如果夹持力比较适中,既能抱死刀具又能保护主轴。
  B0 R0 _3 K; D& W5 Y7 Q5)        丝杠运动过程中交替出现受拉和受压两种状态,受压状态下,丝杠会出现失稳现象,而拉力作用的稳定性要好的多。所以在选择行切走刀时,尽量选择180度方向,这样的稳定性要好一些,切削过程也比较平稳(顺铣时采用推,逆铣时采用拉)。
  l3 H/ _1 ~/ e6 |6 q
 楼主| 发表于 2015-1-27 13:20:35 | 显示全部楼层
3、主轴电机的力学性能和耐用度分析% w: [5 |. T1 q) |3 N3 t& k
3.1、电机功率及其力学性能
8 B9 t0 X# \  j6 s( P3 qJDHMS选择的是开源D120D20雕刻电主轴,曲线如下,, D( m/ q9 |) [" C! g) P
. E, g" M( m1 T) Q
电机的功率传输比一般在0.7~0.85之间,为了安全,我们取小值0.7计算。由此可以算出电机的最大输出扭矩是:4 X& K# @- Z" s- G
P max= 最大功率(2200) * 传输比(0.7)= 1540(w)
- }5 t; |( ~( e! B& m7 M0 z' I( WWmax = 最大转速(20000)  /  60  * 每转角度(pi * 2)= 2093 
$ d0 ?. A: \( L2 bMmax = 最大输出功率( 1540 ) / 最大角速度(2093)*1000 = 737 mm * N
* E) N" u7 O; ]/ Q从该图我们可以获得常用转速的技术参数如下:
- E& d7 n, ~. V9 K+ ]  }8 K8 B+ g4 M: i0 F
电机转速
" P* o1 l; F$ G, h( A) N# |% t(rpn)        扭矩
, k4 C; s! Q7 |6 e, R(mm*N)        电机功率4 o) d$ i, G# S( ]; }
(W)        输出功率(0.7)5 w  F9 L( k3 a+ G2 Z, `0 O$ U; w
(W)        输出扭矩(0.7)/ |1 ?- P( }4 n: `& v% I1 O
(mm*N)        刀具) r& M0 G- u% b$ ~, G2 a4 j
直径        切削力Fz4 `! s* @- {4 _+ \. B5 ?
(N)9 I) Q, ]; i  p7 x9 X) z! J
20000        1050.422        2200        1540        735.30        1        1470.59
% A0 A" K% b( j7 k7 G) A18000        1050.422        1980        1386        735.30        2        735.30
; x) [7 |# {7 N15000        1050.422        1650        1155        735.30        3        490.20$ U9 Z: M* r) B- U! v- x0 l, b
12000        1050.422        1320        924        735.30        4        367.65$ H5 C( _8 a% U( ^/ o/ m
10000        1050.422        1100        770        735.30        5        294.12
% t! q+ I- r; k9 n& o" o$ b9000        1050.422        990        693        735.30        6        245.101 T3 q8 N8 c1 ~( o. f
8000        1050.422        880        616        735.30        7        210.08
) E7 h1 h8 C8 I5 y! z3 {7000        1050.422        770        539        735.30        8        183.82
/ g$ ^. ]+ H+ b6 f, M+ X- T6000        1050.422        660        462        735.30        10        147.06/ t+ a) u) r% y& {5 \9 [

9 d% u; r5 W! |+ U1 P& Z% z在考虑电机输出切削力的同时,我们还需要考虑电机本身可以承受的切削力。切削力最后需要转换到轴承上,切削力的大小直接影响轴承的变形和耐用度。0 s- G8 M% o# j+ \
实际测试看,电机轴承的在100N受力的变形量为0.005毫米。最大受力不能超过200N,变形不能超过0.010毫米。由此可见,使用6毫米以上刀具加工时,我们需要考虑主轴的切削力是否足够,而在使用6毫米以下刀具加工时,我们需要考虑主轴的刚性。) D) F$ n. Y: r1 v! D, o
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

关闭

站长推荐上一条 /4 下一条

jdpaint培训

QQ|小黑屋|手机版|无图版|世纪浮雕模具论坛 ( 粤ICP备12050332号-1 )

粤公网安备 44060602000992号