瑞士DIXI精密机床看“瑞士制造”高精度的秘密

机床是将金属毛坯加工成机器零件的机器,

它是制造机器的机器,

所以又称为”工作母机”或”工具机”,

习惯上简称机床。

现代机械制造中加工机械零件的方法很多,

除切削加工外,还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等,

但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件,

一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。

在一般的机器制造中,

机床所担负的加工工作量占机器总制造工作量的40%-60%,机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。

随着电子信息技术的发展,世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代,以数控机床为典型代表。

数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。

它为国民经济各个部门提供装备和手段,具有巨大的经济与 会效应。

然而,

机床又是一种高精密的机器,

本身的设计制造就体现了一个企业的实力,

今天我们就去看看,

享誉世界的“瑞士制造”和“日本制造”的秘密。

瑞士DIXI公司

是世界上生产高精度坐标镗床的企业之一,

1904年成立于被誉为精密钟表制造商的摇篮——瑞士,

自1904年开发了精密机床以来,设计出了很多机型,DIXI机床就一直忠于它的”信条”:高精密型。

DIXI的卓越技术和革新精神使很多机型得以改进。这是在许多行业中通过多年实践取得的结果,这些行业包括:航空、航天、汽车制造、医疗或机床刀具。

开发DHP加工中心(DIXI高端产品)和JIG镗床的目的是为了提高机床的性能的同时提高生产效率,以便让客户进行最佳投资。

DIXI 公司的应用工程师对加工时间、技术方案有着深刻的研究。

由这些经验丰富的工程师通过NC编程、模拟、为客户提供加工解决方案。

机床是在温差为±0.2 度、面积为14,900 平方米的恒温装配车间完成的。

DIXI加工中心的设计?制造?装配都是为了达到同一个目标:尽善尽美。

DIXI机床的产品95%用于出口。

1904年公司成立、生产用于加工钟表零部件的机器。

1948年在巴赛尔贸易展上,DIXI展示了第一款卧式JIG镗床。

开发出第一台带数控系统的JIG镗床。

开发出第一台带自动换刀装置的JIG镗床。

引入了JIG镗削精度的高性能卧式镗床DHP面世。

在2007年1月

被收购,随后关闭工厂

公司是一个典型的瑞士企业,规模不大,属于家族性企业,

产品相当专一,就是两种:

JIG坐标镗床和DHP卧式加工中心。

所谓坐标镗床,

是一种具有精密坐标定位装置、用于加工高精度孔或孔系的镗床。

在坐标镗床上可进行钻孔、扩孔(钻削)、铰孔(铰削)、铣削、精密刻线和精密划线等工作,也可作孔距和轮廓尺寸的精密测量。

坐标镗床适于在工具车间加工钻模、镗模和量具等,也用在生产车间加工精密工件,是一种用途较广泛的高精度机床。

所以,坐标镗床被称为机床中的“工作母机”。

那么,DIXI的坐标镗床有什么特点?

一、高刚性

DIXI在其机床设计中提出了“Box in Box”加工理念,利用可支持鞍座两端的Box in Box结构,可以很好地在保持移动物体重心平衡的情况下导向和驱动。

用球墨铸铁制造的超大重型肋板静态框架,X和Y轴的2×2封闭O形结构补偿主轴的Z轴轴向推力,使得重心保持在导轨内。

这种设计的优点是:

粗加工过程中的高刚度;进行精加工时的极高精度;

高动态时移动质量小而轻;不需要特殊的地基;不受外围设备重量影响的结构; 通过将ATC、APC、电气柜等与主体分开, 将振动和热传递都降到最小;

DIXI的机床是一种高刚度3点支撑机身,采用了便于安装并且具有卓越稳定性的3点支撑结构,这在移动机床时(如改变厂房布局时),减少机床安装所需要的时间。

DIXI机床的直线导轨使用高刚性的滚柱导轨,因此能维持长时间的高精度,

此外使用海德汉分辨率为0.05 μm的光栅尺可达到高精度,最小输入单位为0.0001 mm。

同时导轨和机床使用了相同膨胀系数的材料,并使用强制润滑给滚柱导轨供油,实现高精度!

二、出色的热控制

DIXI机床计算每个热源产生的最大热量,

总体上, 以恒定流量率和温度持续循环超过热量的冷却液,从而控制机床热位移。

所有发热部件的温度由冷却装置和大流量循环泵、液压油冷却、电气柜的液体冷却、切削油温度控制等来控制。

1 、球形螺母;2 、滚珠丝杠支承轴承 ;3 、主轴轴承, 主轴电机;4 、B轴和C轴上的直接驱动式马达电机;5 、控制盘 ;6 、液压装置;7 、冷却液

通过提供一个低于环境温度2 ℃(可以随环境温度而调整)的冷却液适量的恒定供应(例如,40 L/min 至主轴),

发热部件的温度可保持恒定,热影响完全得到控制。

具体措施包括:

主动冷却所有热源;从数控装置监控各种冷却回路;

将电机工作时产生的热量与机床部件隔离;

配备有随着主轴伸长自动进行Z轴热膨补偿的装置;传感器监控机床床身的热度。

三、先进高效的机床部件

1、主轴

DIXI的机床配备了具有多个传感器的主轴,

包括用传感器测量主轴膨胀,控制主轴鼻端的位置,

监控主轴轴承的冷却油温度,为贯穿主轴切削油配备传感器,配备平衡传感器,使得机器自动补偿轴向轴膨胀,达到极高的精度。

主轴振动传感器允许在加工过程中监控振动,并可以为所使用的每个刀具设置振动限制,

从而优化加工过程,提高产量并降低刀具磨损,如果刀具超过振动限制,则使用下一个刀具或执行下一道工步,刀具寿命更长,主轴寿命更长。

DIXI设计的主轴使用2套陶瓷轴承,集成同步电机,可以根据主轴转速调整主轴轴承的预载,使用油气润滑系统。

这样的好处是由于主轴前端部分较短而具有高刚性,允许高速刚性攻丝,转子不会变热(磁体),同时还有简单的主轴现场保养。

二、倾斜5轴

DIXI的机床采用了具有旋转直接驱动式马达的倾斜旋转工作台,包括两个轴上的编码器,两个轴上的液压制动器。

托盘配备倾斜轴,

由于直接测量而带来的高定位精度,

工件最大直径为650 mm,最大高度为500 mm(JIG 700, DHP 50)或者工件最大直径900/1,030 mm,

最大高度为850 mm(JIG 1200, DHP 80),倾斜度从45°到 -135°。

1次装夹可加工5个面,5轴连动,粗加工到精加工,HSC刀具技术 ,自动化。

其优点是通过高切削力来达到高品质的加工,可以在倾斜位置也可更换刀具,由于倾斜范围很大,所以工件的背面也可加工。

而适合5轴加工的工件包括严格的许容公差,严格的几何形状,最佳的表面质量,难加工合金等。

三、控制系统

DHP 50 CPC是为同时进行5轴或6轴高精度加工而设计的。

它将自动控制系统的功能性与安装时间短以及尺寸紧凑相结合,这主要归功于集成的工件和刀具更换器。

包括快速刀具交换(转换工步)、高容量的刀具、工件库可确保高效的无人操作;主轴转速最高可达24,000 min-1;从粗加工到精加工归功于主轴电机的高扭矩;

60 m/min 轴进给速度;电气和气动系统维护简单;机床的人间工学设计将停机时间缩到最短。

其特点有:
1、热控制下的机械优越性确保了性能的绝对稳定;
2、具有高扭矩的强大电机主轴,从重载粗加工到精细的精加工只需一步设置;


3、强大的B轴和C轴具有直接驱动式马达,可以达到更高的进给速度和最佳的表面光洁度;
4、可移动的液压尾座和稳固的中心架可以轻松达到加工要求;


5、模拟软件可以进行更快速、精确的作业准备;
6、通过自动化可提高效率效率。


其精度以著名的DIXI精度著称,

完全手工刮削表面,实现静态和动态刚度、热控制,并用尾座和中心架来优化负载分布以减少工件变形。


数控系统实现5轴或6轴联动(X、Y、Z、B、C和中心架),

组合刀具库中最多可收容218把刀具,最多可夹持84个工件的柔性工件库,实现无序混合工件的加工,

独具特色的可移动的尾座和中心架,

以及可使用M代码为尾座调整液压压力;

四、其他高效设备包括

DIXI机床的JIG和DHP系列使用最新技术,此技术在机床结构的每一方面都实现了高精度和高速加工。此外,我们还为纳米精度的大量生产准备了各种技术规格,以适应客户的生产量。

具有直接驱动式马达功能的强力旋转工作台,采用直接驱动式马达避免背隙,工作台速度为100 /min ( DHP 50)或50/ min ( JIG 700),配备分辨率为0.15 arc/sec的光栅尺,以及液压制动器、主动冷却系统和4点装夹系统。

由于是扭矩电机,所以可以应用更高的进给速度和加速度,允许车加工和铣削,允许使用离心力干燥工件,最小设定单位 0.0001°

冷却液系统,包括:1 标准喷射切削油 2 油雾装置/脉冲喷油3 中心喷水(可变压力: 2-7 MPa) 4 从侧面喷油(排出断屑和热量)5 天井喷水

APC装置(仅DHP) 一个具有手动分度(4 × 90°)的装夹装置,

一个2点装夹系统,托盘重复定位精度在2 μm以下,交换时间在12秒以内(DHP 50)或5秒以内(DHP 80),工件用液压夹具。

具有高效率、用户友好、符合人体工学,便于接近、可使用吊架进行加载等优点。

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