超高速加工中會(huì)遇到其他一系列問題,主要是:機(jī)床加工中非線性、多點(diǎn)熱源溫升引起的快速變形;刀具和工件的故障檢測(cè)及安全控制;高速冷卻和快速排屑;整體加工中的可靠性問題及為了提率而必須與之相配的科學(xué)化管理技術(shù)等。上述問題主要通過PMC內(nèi)部可編程機(jī)床控制器快速響應(yīng)的控制技術(shù)來解決。

(1)對(duì)熱變形采用多變量控制算法:在多輸入多輸出系統(tǒng)中對(duì)多個(gè)變量實(shí)現(xiàn)快速控制以輔助熱源或輔助冷源實(shí)現(xiàn)機(jī)床預(yù)冷或預(yù)熱。

(2)因主軸以每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)高速回轉(zhuǎn),極大的離心力可使破裂的刀片如子彈般飛向四周,除了加固防護(hù)罩等措施外,還必須采用在線監(jiān)控刀具破損和磨損系統(tǒng),一旦發(fā)生不正常跡象即進(jìn)行報(bào)警和安全保護(hù)控制。

(3)超高速加工中的大量切屑往往阻塞工作臺(tái)面造成運(yùn)動(dòng)不暢,并且切屑是高溫?zé)嵩磿?huì)造成機(jī)床變形和燒灼人體。解決這一問題的一般辦法是通過PMC控制高壓冷卻液(壓力為5～7MPa),使流量達(dá)0.1m3/min,起到排屑和冷卻的雙重作用。但從環(huán)保和降低成本考慮,將來采用無冷卻液加工。

(4)可靠性問題在超高速加工機(jī)床中再一次突出其原因是在這種加工中影響可靠性的綜合因素繁多,如自動(dòng)換刀系統(tǒng),在主軸高速切削中若發(fā)生一點(diǎn)問題就可能產(chǎn)生極大的損失,所以往往不設(shè)置換刀機(jī)械手而由主軸頭移動(dòng)至若干位置直接換刀。對(duì)控制系統(tǒng)而言,它的MTBF(平均故障間隔時(shí)間)要高于普通數(shù)控機(jī)床幾十倍才能達(dá)到應(yīng)有的效率和質(zhì)量。

(5)管理技術(shù)在所有領(lǐng)域都起著決定作用,但就目前而論,在我國的超高速數(shù)控加工領(lǐng)域中矛盾更為突出,一臺(tái)超高速數(shù)控機(jī)床必須有一批高水平高素質(zhì)的人員組合在一個(gè)團(tuán)隊(duì)中,互相合作,緊密配合,解決工藝編程、操作、維護(hù)問題,安排好物料、刀具、工夾具,制定周密的計(jì)劃,按數(shù)控車間的生產(chǎn)準(zhǔn)備、計(jì)劃調(diào)度和信息集成軟件進(jìn)行綜合管理。否則,一臺(tái)超高速機(jī)床將起不到作用。

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