案例分析

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搭载Redex直线驱动技术的高端数控车铣复合加工

无背隙滑台驱动,实现高质量加工。

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搭载Redex直线驱动技术的高端数控车铣复合加工

德国NILES-SIMMONS推出的MC系列数控车铣加工中心,将极高精度与高度灵活性和适应性完美结合。该系列机床最初专为航空航天行业开发,因此备受这些领域青睐,但它在其他行业的需求也在日益增长。Redex滑台驱动系统采用无背隙齿轮齿条传动,配备两个预紧行星齿轮,零件精度达+/-2µm,可实现精确高效的加工。

这正是顶级数控车铣加工的典范:通过NILES-SIMMONS的N40 MC加工中心,用户能在一次装夹中加工长度达9米、回转直径达1100毫米、重量达4吨的旋转对称零件,并可根据需求进行全封闭式加工。该加工中心集成了车削、铣削、磨削和测量等多种加工功能,所有操作均具有极高精度,采用混凝土填充及钢焊接框架的60°倾斜床技术显著提高了加工精度。

目标应用:航空航天行业的高精度复合加工
该加工中心主要用于航空航天行业,MC系列中从N20 MC到N60 MC的较大和较小型号均已广泛用于生产对应力承受要求高的某些零部件,例如飞机起落架。

这种应用需求几乎在设计阶段就已经融入到机器中。NILES-SIMMONS公司N40/N50/N60系列项目经理Carsten Hirche解释说:“我们的目标是与国际领先的喷气发动机供应商合作开发新一代车床。”不过,该系列机床也能用于石油天然气以及通用重型加工领域,换句话说,凡是对加工精度和稳定性要求极高的复杂工件场景,它都能胜任。

模块化配置,灵活加工
这些机床(以N40 MC为例)的特点可以概括如下:可设计成单滑台或多滑台机床,提供最高精度,同时操作简便,极其灵活。模块化系统可以添加不同的加工单元,并配置不同的刀具系统、刀库尺寸和丰富选件,用户甚至可以应对最严苛的加工任务。N40 MC的尺寸具有多种标称长度,可根据用户需求定制。

挑战:设计强大且高精度的滑台驱动装置
设计团队在开发过程中面临众多挑战,包括需要选择能满足最高定位和加工精度的驱动方案。用户可以选择电子主轴直驱或多种齿轮箱版本。

对于机床床身滑轨,NILES-SIMMONS的设计师选择了Redex的齿轮齿条驱动装置,这使得大型零件的加工速度更快。主要规格:最大行程速度为30米/分钟,加速度为3米/秒²,移动质量高达4500公斤。根据设计,该机床可实现高达30000N的进给力。


搭载Redex直线驱动技术的高端数控车铣复合加工

最终选择电预紧式齿轮齿条驱动装置
尽管这些规格已经非常突出,但未提及精度。Carsten Hirche继续说道:“他们对精度的要求非常高,而我们完全满足了这些要求。即使是在高应力和高加速度下,该机床也能保证最高精度和无背隙。”还有一个数据:重复精度达微米级,零件整体精度高达+/-2 µm。

为何选择Redex的DRP2系列?“决策的关键因素包括动力传输、振动特性、精度以及空间优化的设备集成方案。”

DRP:高精度、无背隙线性驱动
DRP驱动系统由两个高品质行星齿轮组成,集成在一个抗扭整体式齿轮箱中。两个集成的输出小齿轮与齿条啮合,并通过电机的电张力作用产生所需的预紧力,从而实现高精度、无背隙运动。

这种设计理念从理论和实践角度来看都非常适用,与滚珠丝杠相比,它能够实现更大的行程和更高的精度。滚珠丝杠在高速运动时会导致机架升温,因此它在工件加工精度方面存在局限性。

NILES-SIMMONS团队不仅对实际的驱动硬件非常满意,而且对项目规划阶段的合作也十分满意。Carsten Hirche总结道:“Redex为我们提供了卓越的支持,我们提出的问题总能得到专业的解答。” 最终的成果也证明了这一点:N40 MC不仅在航空业,而且在全球范围内被广泛用于各种高要求的领域。

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