数控走心机ppt课件.ppt

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1、走心机,目录,定义及原理,各厂家走心机介绍,结构,分类,1、,2、,3、,6、,优缺点,4、,应用领域,5、,1、定义及原理 1.1定义 走心机即纵切车床，是主轴可以纵向移动的车床，起源于瑞士，又叫瑞士车床。主要用于加工直径132mm的棒料（也有更大的，但不是主流）。广泛应用于仪器、仪表、钟表、照相机、家电、医疗器械、五金、通讯电子、汽车、军工、航空航天等领域。国外知名的厂商有瑞士的托纳斯（Tornos），日本的西铁城（Citizen）、津上、星昂（Star） 、野村和韩国的韩华等，国内主要是宁江机床、西安北村、南京建克、深圳今日标准、山东新安凯和台湾的走心机厂家。 1.2原理 主轴通孔内的弹

2、簧夹头夹持住棒料，与主轴同步旋转，有导套走心机在棒料的前端含有支撑导套对棒料进行支撑，主轴箱作纵向移动（即棒料的轴向为机床的Z轴方向），完成纵向切削；径向分布的刀具作径向移动（为机床的 X、Y 轴方向），完成径向切削。,“走心”原理动画演示,“走刀”原理动画演示,1中心架；2弹簧夹头；3主轴箱；4主轴；5棒料；6重锤；7推杆；8导管；9中心架导套；10附属装置；11刀具,2.1.1 凸轮式走心机结构原理,2.1 凸轮式走心机,2、结构,从1883年世界第一台凸轮式走心机的诞生，到1970年前后世界上第一台数控走心机的产生，凸轮式走心机一直是走心机的唯一形式。,1电动机；2交换皮带轮；3冷却油泵

3、；4停车凸块；5主轴箱凸轮；6弹簧夹头松夹拨块；7立刀架凸轮；8天平刀架凸轮；9附属装置凸轮；10附属装置主轴,2.1.2 凸轮式走心机传动系统,主轴转动： 电机 轴 主轴分配轴转动： 电机 轴 轴 轴 轴 轴 分配轴分配轴：（转一圈加工出一个工件） 5主轴箱凸轮（控制纵向进给） 6弹簧夹头松夹按块（控制松、夹料） 7立刀架凸轮（控制3、4、5刀架横向进给） 8天平刀架凸轮（控制1、2刀架横向进给） 9纵刀架凸轮（控制纵刀架纵向进给）,2.2 数控走心机, 机床主视图 (星昂SR-20J),数控走心机从上世纪六十年代诞生，经过四十多年的发展，已逐渐取代了凸轮式走心机。, 机床俯视图 (星昂SR

4、-20J), 主轴刀架 (星昂SR-20J), 走心机布局图,送料机,走心机存在尾料问题（有导套走心机的尾料为200mm左右、无导套走心机的尾料为30mm左右），一般只能长棒料上料，必须配上送料机。,3.1 按有无导套分类 有导套走心机,有导套走心机的优势是加工细长轴类零件。,3 分类, 无导套走心机,无导套走心机一般只能加工细短件。,3.2 按有无背轴分类, 无背轴走心机,特点： 加工能力弱，一般只能加工切断即成形的零件。, 有背轴走心机,特点： 加工能力较强，一些机型的背轴和主轴可以同时加工。,3.3 按最大加工直径分类 4、 7、12、16、20、32、38等型号。,以西铁城各型号为例,

5、随着型号的增大，主要参数的变化 主轴最高转速逐渐减小，由每分钟20000转缩小为每分钟8000转。 主电机最大功率逐渐增加，从0.75kw增大为7.5kw。 刀具数逐渐增加，加工能力逐渐增强。, 中档-日韩系走心机1948西铁城生产出日本第一台走心机。 日本的西铁城、星昂、野村、津上和韩国的韩华等。特点：同类机床的刚性和加工精度较国产的高，相对高档差些，背轴的加工能力一般也较高档的弱些，但机型最全。同类机型的价格较国产一般高出20万至150万元。,3.4 按档次分类, 高档-欧系走心机1883年托纳斯生产出世界上第一台走心机。 托纳斯、DMG等。 特点：同类机床的刚性、加工精度、性能最好、背轴

6、的加工能力较强，但机型没有日系的全，同类机型的价格一般高出日系50万至150万。, 低档-国产走心机 在国内，宁江机床最早生产走心机 宁江机床、西安北村、南京建克、深圳今日标准和山东新安凯等。 特点：刚性和稳定性最差、背轴加工能力较弱、机型不全、价格最便宜，报价在10万到50万之间。, 较适合加工直径132mm的棒料。, 数控纵切机床结构紧凑，整机质量轻，占地面积小。, 加工效率高。 所有走心机都是长棒料上料，自动送料机送料，一次装夹加工完成。 主轴转速高（最高达到每分钟20000转以上），加工小零件时效率较高。,4 走心机的优缺点, 型号齐全，各种复杂程度的小零件都有其适合的机型。,4.1

7、走心机的优点,加工简单零件的机型,加工复杂零件的机型,一般走刀式车床加工零件的示意图, 最擅长加工细长轴类零件。 走心机最大的优势就是加工细长轴类零件（相比于走刀式的机床，有导套走心机车削时，棒料轴向进给通过中心导套，刀具切削点紧靠导套口端，刚性好，消除了棒料在刀具切削压力作用下的变形，保证了零件的精度。,走心机加工零件的示意图, 对棒料有较高的要求,一般需要2至3米的磨光棒料，表面粗糙度不大于Ra2.5，棒料直径公差在0.020mm以内,每根棒料的圆度是制品的最小公差尺寸的1/31/2,锥度在0.020毫米以内变化，材料的直线度根据料径及材料等级不同由下表确定。,对直线度的要求表,4.2 走

8、心机的缺点,一般材料的磨光棒，都可在市场上直接购买到。, 存在尾料问题,无导套走心机的尾料长度一般在30mm左右,有导套走心机的尾料长度一般在200mm左右,对于较长的尾料可考虑在“走刀车床”上再利用。,5 应用领域,走心机的应用领域很广 钟表、仪器仪表、照相机、家电、医疗器械、制锁、五金、通讯电子、汽车、航空、军工、液压等行业。 加工材料：有色金属和易切钢居多,直径一般小于32毫米的棒料，硬度一般小于30HRC。,喷油嘴,节气门轴,汽车阀套,微电机轴,传动零件,电机轴,长轴,汽车零件,医疗行业零件,牙钉,自凝刀,新型骨钉,锁芯,钟表零件,联轴器,阀芯,传感器件,小阀体,各应用行业其他典型零件

9、,6.1 托纳斯, 成立于1880年 世界上最好的走心机生产厂家。世界第一台走心机诞生于该公司，故走心机又叫“瑞士车床” 除瑞士本国外，全球设个技术中心,6 各厂家走心机介绍,6.1.1 厂家简介, 2004年4月，瑞士托纳斯有限公司上海代表处成立 2007年月，北京办事处成立 2007年8月，香港技术展示中心及备件库成立 2007年10月底，上海技术展示中心成立，展示设备，并提供试切、培训服务，配置有专业服务工程师、专业应用工程师。,6.1.2 在中国的发展经历,6.1.3 主要机型,DECO 10a DECO 13a DECO 20a DECO 26a SIGMA 8 SIGMA 20 S

10、IGMA 32,主要参数, 典型机型1,Deco Sigma 20/32,参数表,加工视频,结构图,特点： 加工能力强六个直线轴，背轴和主轴的加工能力接近。 内装式电机，结构紧凑。 排刀结构简单，正背轴各配一个整体刀架。 较适合加工中等复杂程度的细长零件。 滚柱式线轨,属托纳斯中档走心机,参数表, 典型机型2,DECO 26a,结构图,特点： 加工能力比较强。10个直线轴，背轴和主轴的加工能力接近。 可以四把刀同时加工。 主轴非内装式电机，体积大。 排刀结构复杂。 较适合加工复杂程度高的细长零件。 滚柱式线轨。,属托纳斯高档走心机, 正、背轴和动力头电机功率高 正、副主轴功率高，输出扭矩大，可

11、以胜任难切材料的较大余量车、铣等加工。 较之其它厂家同规格设备的主轴电机，Sigma20的主轴加工动力是其它厂家同规格设备的两倍，而与主轴同功率的背主轴，更是其它同规格设备副主轴加工动力三倍以上，能够大大增强背端加工能力，是正、背主轴完全独立加工的有力保证 。 Sigma20动力刀具输出功率达2.2KW，在易切钢上可攻径向M8的螺纹，可进行大直径铣削工作，比之其它厂家设备的0.75kw动力刀，其刚性、加工效率优势明显。 刀位储备多，加工能力强 22只刀具（前14+后8）可安装在完全独立的前、后主轴刀架，可装16只动力刀，保证有充足的加工能力和加工柔性。 正背主轴加工完全独立 前、后刀架完全独立

12、、完全互不干涉的双通道配置，正、副主轴加工可同时进行，避免机械碰撞。其它厂家设备是前后加工混合的组合刀架，完全独立，其背端副主轴加工都会受到前端主轴加工工序设置的影响。,6.1.4 托纳斯走心机的特点,6.1.5 或主轴车床,多主轴车床的概念：同时运转6个或8个主轴的车床，可将复杂零件的全部加工工序平均分配到6个或8个主轴 ，大幅提高单位时间内的加工效率，在大批量生产中， 有效地控制零件的公差稳定性。,连续加工, 精度可以稳定在6以内.,多主轴车床,在大批量生产中弥补了托纳斯走心机加工短而复杂零件的不足。, 公司成立于1937年 1949，东京、大阪、新泻证券上市。 生产工厂分布为：,长冈工厂

13、:生产和组装自动 车床及精密磨床信州工厂:占地面积最大,主要 生产各种零部件新泻工厂:主要生产和组装 B系列小型机床高见工厂:加工中心、多轴 车削中心、滚齿机中国工厂:主要生产M系列、 B012、B020、 BM16、S系列、 B0385等机型,6.2 津上走心机,5.2.1 公司简介,浙江平湖工厂,6.2.2 在中国的发展历程,中国公司人员统计,中国公司年销售额统计,人数,6.2.3 主要机型,B0123,B0203,B0124,B0204,B0125,B0205,BM163,BM164,BM165,S205,S206,B0385,价格：一般从30万到120万, 典型机型系列1,B0-3,特

14、点： 加工能力非常弱。只有3个直线轴，不能加工偏心孔、不能加工侧向孔。 无背轴，无动力头。 排刀结构简单。 一般只能加工切断即成形的简单细长零件。 线轨。,主要参数表, 典型机型系列2,B0-4,特点： 加工能力比BO-3稍强，有4个直线轴。仍不能加工偏心孔、不能加工侧向孔。 背轴无独立的刀架，不能和主轴同时加工。 排刀结构简单。 线轨。 只加工简单的细长件。,主要参数表, 典型机型系列3 报价60万,B0-5,特点： 加工能力比BO-4稍强，有5个直线轴。仍不能加工偏心孔、不能加工侧向孔。 背轴有独立的刀架，能和主轴同时加工。 线轨。 只加工简单的细长件。,主要参数表, 典型机型系列4,BM

15、,为无导套专用机,BM 163,无导套专机 特点： 加工能力比BM163稍强，有4个直线轴。仍不能加工偏心孔、不能加工侧向孔。 背轴无独立的刀架，不能和主轴同时加工。 排刀结构简单。 线轨。 只加工细短件,为无导套专机 特点： 加工能力稍强。有4个直线轴， 背轴无独立的刀架，不能和主轴同时加工。 无动力刀具 排刀结构简单。 线轨。,为无导套专机 特点： 加工能力有了提高。有5个直线轴， 背轴有独立的刀架，可以和主轴同时加工。 无动力刀具。 线轨。,BM 164,BM 165,主要参数表,S系列, 典型机型系列5,特点： 加工能力有了明显提高。有5个直线轴， 背轴有独立的刀架，可以和主轴同时加工

16、。 主轴端有动力刀具。 线轨。,S205,S206 是目前津上加工能力最强的机型（价格在100万左右）,特点： 加工能力是津上目前最强的机型。有5个直线轴， 背轴有独立的刀架，可以和主轴同时加工。 主轴和背轴都有动力刀具。 线轨。 但背轴无侧铣无Y轴。,主要参数表,CNC精密自動车床 B0204,细长轴,工件特征細長工件：副主轴转接工件并排出到機外接料箱,6.2.4 津上机床上几种典型零件的加工节拍,CNC精密自動车床B0205,工件特征高精度部品、使用无导套配置,CNC精密自動车床B0205,接头 ,工件特征六角材料、使用无导套装置,CNC精密自動车床B0205,接头 ,工件特征六角材料、使

17、用无导套装置,CNC精密自動车床B0205,接头 ,工件特征 选用无导套装置。内径精加工利用副刀台重叠加工,6.2.5 津上的特点, 价格便宜、档次在日系走心机当中较低。 加工能力较弱。 最好的机型也只有五个直线轴，且背轴无侧铣、无Y轴。 加工材料一般为有色金属和易切钢。 在中国的销售量最大。 大于其他欧系和日韩系走心机在中国销售量的总和。 售后服务较好。 根据客户需要，可安排客户的相关工程师到平湖生产基地进行操作、维修保养等培训，有专门技术指导的日本工程师，能迅速应付售后出现的各种问题。, 1959年成立，有五十多年的制造走心机的经验，销售出各类走心机25000多万台。 1961加入“日本工

18、作机械工业会”。 1966年 在山梨县小菅村开设小菅工厂。 1981年 在琦玉县入间市设立入间工厂。 1988年 与台湾章和贸易股份有限公司签订代理商协议。 在中国未设工厂，主要是台湾章和貿易股份有限公司代理。,6.3.1公司发展历程简介,6.3 野村走心机,6.3.2 主要机型,NN-10CSNN-10CNN-16SB6NN-16/20JNN-20U5NN-20UB8NN-32YB2,价格：一般从30万到200万,NN-32YBII, 典型机型1 （报价位150万）,主背轴与刀架结构图,特点： 加工能力较津上强。有6个直线轴， 背轴有独立的刀架，可以和主轴同时加工。 主背轴都有侧动力刀具，但

19、无端面动力头。 刀具台导轨为硬轨。 刚性较好。 车刀有机外对刀功能。,车刀架5支,背轴车刀2支,ATT钻孔刀4支,铣刀6支,背轴铣刀2支,背面钻孔刀3支,NN-16/20J,参数表, 典型机型2,特点： 加工能力较强。有6个直线轴， 背轴有独立的刀架，可以和主轴同时加工。 主背轴都有侧向动力和端面动力刀具，有较强的钻铣功能。 刀具台导轨为硬轨。 刚性较好。 报价150万, 刀具台导轨为滑轨，刚性较好。,74,完成一个刀具台的刮研的工作，需要花费一个熟练工人一天的时间。正是由于这种刮研技术，野村的机床能维持10年以上的刚性和精度。,刮研后表面非常光滑,6.3.3 特点,刀具台导轨的刮研加工, 价

20、格在日系当中较贵, 机型不够齐全，尚没有无导套走心机，不适合加工短件。,75,刀具切削材料时，必然会有声音产生，这个声音就是振动的反应。当振动过大时，零件的尺寸就不稳定，最坏的情况可造成刀具的破损。,即使是微小的振动也要防止，使用滑动导轨来吸收振动，效果比较好。滑动导轨的面与面接触能够减少振动。,滑动导轨的优点, 外径刀可实现机外对刀方式，换型时间快。,野村特有的对刀方式，刀柄固定在对刀仪器上通过显微镜可以使刀片在机床外进行安装，确保刀片安装偏差在10倍的显微镜下控制在0.005mm以內。,独自开发的带有显微镜的对刀仪。,外径刀架只要安装在刀具台上的刀筒上，用锁紧螺栓固定就能完成简单的安裝了。

21、,把外径刀架插入刀筒芯用手按着刀架的同时，用扳手固定螺栓A用扳手固定螺栓B,78,野村车刀的对刀方式,其他厂家的方式,可以在机床运转中，提前在机床外部进行对刀。,其他公司是将机床停下进行对刀,刀具设置,刀具设置,机床外部进行刀具调整(刀具预调),工具交換,工具交換,刀具调整,1930 创立西铁城时计株式会社 1936 西铁城时计开始生产加工机床 1948 制造出日本第一台凸轮式走心机AL-S25 1961 西铁城时计开始销售加工机床 西铁城时计开发NC自动机床CincomD16 创建株式会社西铁城精机，从西铁城钟表分离成独立的法人。6.4.2 在中国的发展历程 西铁城精机贸易 (上海) 有限公

22、司设立中国销售网点 西铁城 (中国) 精密机械有限公司在山东淄博设立中国生产基地。,6.4 西铁城走心机,6.4.1 公司发展历程简介,6.4.3 走心机系列A12N/16N A20 A32BL12 BL20/25 L20E L12/16E M12/16/20/32 K12/16ER04/07,价格：一般从30万到200万, 典型机型1 A20,特点： 加工能力和津上S205差不多。有5个直线轴， 背轴有独立的刀架，可以和主轴同时加工。 主轴端有动力刀具。,M32, 典型机型 2,特点：加工能力日系中最强，有9个直线轴，适合加工复杂的细长零件。, 典型机型 3,L20E,L20E丰富的端面动力

23、刀具及侧面动力刀具配置,6.4.4 特点机型最全。同类机床的刚性和稳定性比津上要好，比欧系要差，和野村、星昂差不多。同类机床价格比津上高，比野村和星昂稍低。世界市场占有率最高，中国市场占有率仅次于津上。,1964 STAR产业股份有限责任公司成立,1969 变更公司名为STAR精机股份有限责任公司,6.5 星昂走心机,1980 建立小牧工厂,1992 出云工厂建成,2001 星精机械（上海）有限公司成立 深圳宝安区沙井星精密机械厂成立,2002 成立中国天津事务所成立,2004 中国大连事务所成立,2006 星塔机械（深圳）有限公司成立,2007 中国广东广州事务所成立,2008 中国福建厦门

24、事务所成立,6.5.1 公司发展历程简介,6.5.2 公司在中国的发展历程简介,6.5.3 主要机型,SF-25ST-38ECAS-20TSW-20SR-20R SBSR-32J/20J/10JSV-12/20/32,价格：一般从30万到200万, 典型机型1 ST38, 典型机型 2 SW-20, 典型机型 3 SR-20R , 典型机型 4SV-12/20/32,特点 这种机型的最大特点是复合加工能力强。有7个直线轴，日系当中复合加工能力仅次于西铁城的M32机床。刀塔型刀座各面上均可安装正面背面兼用的动力刀具刀座，这样可减少单元个数。亦可消减刀塔选择刀具的次数。3轴控制系统与丰富的刀具组合

25、强化了复合加工的能力。, 星昂走心机几种典型的加工示意图,6.6 国产走心机,6.6.1 南京建克,公司简介： 建克机械有限公司成立于1993年，累计注册资金518万元，是一家以生产精密自动车床、走心式数控车床为主的民营企业。,JK ZA16/20S,JK ZA16/20BS,ZA16/20L- ,JK 1015,主要机型,参数表,JK ZA16/20S,参数表,JKZA16/20BS,主要特点 刚性和稳定性较差。 加工精度低。 主背轴转速低。 背轴加工能力较弱。 机型不全。 价格便宜（一般在30万以下）。,国产走心机还包括：宁江机床、西安北村、深圳今日标准和山东新安凯等，随着日本走心机厂家在

26、中国的相继设厂，国内走心机受到很大的冲击。,6.6.2 国产走心机的主要特点,数控纵切自动车床 精度检验 1999-10-08 发布 2000-03-01 实施,中华人民共和国机床行业标准（JB）,几何精度检验,6.6.3 国内走心机精度检验标准（1999-10-08 发布 2000-03-01 实施）,几何精度检验,几何精度检验,工作精度检验,工作精度检验,6.7 小结,津上,在中国的厂房规模最大，主要产品为低端，价格在日系走心机中最便宜，服务也较好，占领中国走心机进口市场的一半以上。加工精度、稳定性、刚性、加工能力在日系中也是最差的。,野村,在中国无厂房，全为原装进口，主要产品主要为中端，

27、同类产品的性能、价格和西铁城、星昂的差不多，但机型不全，无配套加工细短件的设备，主要让台湾章和贸易代理，人数较少，服务不到位，目前销量在日系中最差的。,国产（10万50万） 起步较晚，产品档次最低，机型不全，只能在价格取得优势。 主要用加工有色金属和易切钢件。硬度一般在30HRC以下。,日系（30万200万）,主要加工有色金属和易切钢件。硬度在30HRC以下。,星昂,在中国大连有厂房，主要产品主要为中低端，同类产品的性价比和西铁城、野村的差不多，但机型比野村全，有配套加工细短件的设备，服务比野村到位，目前销量在日系中仅次于西铁城和津上。,主要加工医疗、汽车、办公、摩托车等行业中的轴类零件，硬度

28、一般在30HRC以下，300HRC以上的较少。,西铁城,在中国山东淄博有厂房，主要产品主要为中低端，同类产品的性价比和星昂、野村的差不多，但机型最全，每一种机型都各有特点，用户可根据自己所要加工的零件来选择较适合的设备，有配套加工细短件的设备，服务也较到位，目前销量在世界上排第一。,主要加工钟表、仪表仪器、医疗、汽车、办公、摩托车、电子等行业中的轴类零件，硬度一般在30HRC以下，300HRC以上的较少。,托纳斯（50万350万） 同类床子中加工精度和稳定性最好、加工能力最强。机型没西铁城等厂家的全，同类床子的价格高出日系50到150万。,主要加工航空航天、医疗、军工、汽车等行业中的相对较难加工的材料、复杂程度高的零件。加工硬度可达38HRC.,119,