高精度的秘密 上从DIXI精密机床看瑞士制造

1、高精度的秘密 上 从DIXI精密机床看 瑞士制造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

2、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，具有巨大的经济与社会效应。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

3、、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。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

4、、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?DIXI在其机床设计中提出了"BoxinBox"加工理念，利用可支持鞍座两端的BoxinBox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

5、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0.05m的光栅尺可达到高精度，最小输入单位为0.0001mm。同时导轨和机床使用了相同膨胀系数的材料，并使用强制

6、润滑给滚柱导轨供油，实现高精度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，40L/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

7、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。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

8、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。DIXI的机床可以根据主轴转速调整主轴轴承预载，通过油压可对陶瓷球状轴承上的予压进行简单调整，并允许根据主轴转速自动调节。这样在高主轴转速时低压力减少主轴磨损，高压力在低主轴转速时提高主轴刚度，而且低主轴转速时刀具磨损降低，使轴承产生的热量减少，并使主轴寿命增加，工件的表面质量更高。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650mm，最大高度为500mm

9、(JIG700，DHP50)或者工件最大直径为900/1,030mm，最大高度为850mm(JIG1200,DHP80)，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DHP50CPC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24,000min-1;从粗加工到精加工归功于主轴电机的高扭矩;60m/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