HIR超級直線軸承SLM16UU RB70045UUCCOP5
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青島海瑞卓越工業科技有限公司
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HIR軸承代替NB英制直線軸承SWA08LUU SWB12L SWB16-OP
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SWA-L型（英制系列) NB型號
SWA08LUU SWA10LUU SWA12LUU SWA16LUU SWA20LUU SWA24LUU
SWA32LUU
SWB型（英制系列) NB型號
SWB08 SWB12 SWB16 SWB20 SWB24 SWB32
SWB-L型（英制系列) NB型號
SWB08L SWB12L SWB16L SWB20L SWB24L
SWB-OP型（英制系列) NB型號
SWB08-OP SWB12-OP SWB16-OP SWB20-OP SWB24-OP
SWB32-OP
RE2008UUCCOP5 RE2508UUCCOP5 RE3010UUCCOP5 RE3510UUCCOP5 RE4010UUCCOP5 RE4510UUCCOP5
RE5013UUCCOP5 RE6013UUCCOP5
RE7013UUCCOP5 RE8016UUCCOP5 RE9016UUCCOP5 RE10016UUCCOP5 RE10020UUCCOP5 RE11012UUCCOP5
RE11015UUCCOP5
RE11020UUCCOP5 RE12016UUCCOP5 RE12025UUCCOP5 RE13015UUCCOP5 RE13025UUCCOP5
HIR軸承代替NB英制直線軸承SWA08LUU SWB12L SWB16-OP體系接納C語言作爲主控步調（界面）和謀略步調的計劃語言，繪圖步調接納Autolisp語言，操作體系爲Windows95平臺，並利用Windows95提供的
編輯軟件舉行步調編輯，利用AutoCADR13調試繪圖步調。
HIR軸承代替NB英制直線軸承SWA08LUU SWB12L SWB16-OP3.模塊成果
（1）主控模塊 該模塊爲體系的總調治步調，它可根據用戶發出的差異指令選擇相應的成果。
（2）前面處理懲罰模塊 由于成形銑加工的廓形通常各不雷同且無紀律，因此對付鏟齒成
形銑的通用CAD體系，需利用前面處理懲罰模塊對工件被加工廓形舉行處理懲罰，以得到原始計
劃必需的根本參數及前面廓形。該處理懲罰進程是利用AutoCAD提供的塊制作成果，將工件廓形旋
轉（偏置）、延伸後，制作成專用塊存入磁盤，供繪圖時調用，並將謀略步調必需的數據和步調繪圖
所需數據存入磁盤數據文件。計劃時，要求用戶首先向該模塊中輸入工件被加工廓形及別的要求，然
後輸入兩端點主偏角控制點坐標。該模塊成果的實現可分爲以下步驟：主偏角謀略；兩端點主偏角比
力及偏置角謀略；工件廓形偏置後坐標的確定；兩端點延伸；銑齒形各點寬度及深度尺寸謀略；數
據處理懲罰與存儲；前面塊制作。
（3）布局計劃模塊 利用該模塊時，用戶只需輸入銑前角，齒形各點的寬度及深度尺寸則由
前面處理懲罰模塊的數據文件中讀出，別的數據由謀略機根據經曆公式、經曆數據經謀略或選擇得
出，並根據種種謀略要領舉行查驗校核，再存儲到數據文件中。
（4）繪圖模塊 該模塊可根據計劃結果繪制具事情圖，並自動標注尺寸、公差及技能要求。
對付前面前角的兩種環境，將零前角作爲正前角的特例來處理懲罰，不需另編步調。該模塊爲開放
式布局，事情圖繪制完成後並不退出AutoCAD繪圖狀態，用戶可根據加工要求隨時對事情圖舉行修改
。
二、謀略公式的推導
HIR軸承代替NB英制直線軸承SWA08LUU SWB12L SWB16-OP限于篇幅，本文只對前面處理懲罰模
塊中的主偏角謀略公式、工件廓形偏轉後點的坐標謀略公式及布局計劃模塊中的鏟磨幹涉幹涉校驗公
式舉行推導。
1．主偏角的謀略
在AutoCAD狀態下，謀略機自動確認兩端點的主偏角較爲困難，需經人機交互要領輸入坐標點，
謀略機根據輸入點坐標舉行謀略。
（1） 左端點主偏角的謀略
根據加工條件和銑削工藝要求，工件廓形左端點共分四種環境，如圖2所示。此中a、b爲廓形下
凹的環境，c、d爲廓形上凸的環境。圖中的x,y爲用戶坐標系，α爲水平線與左端點及主偏角控制點
連線的夾角（由Autolisp下令確定）。由于廓形由弧線和直線組成，故輸入主偏角控制點時（另一點
爲左端點）有兩種要領：若廓形爲直線，則輸入除左端點外的任一點；若廓形爲圓弧，則輸入圓心。
由圖2可得：
a中：κr=α-3π/2
b中：κr=α
c中：κr=π/2-α
d中：κr=2π-α
HIR軸承代替NB英制直線軸承SWA08LUU SWB12L SWB16-OP國內數控體系顛末30多年的生長，無論是成
果還是性能都有了很大的提高，與外洋數控廠家的差距也在縮小。但是由于技能緣故原由，數控
體系的緊張組成部門 ——內裝PLC較外洋體系相比仍有很大差距，緊張體現在：許多低檔數控體系不
支持PLC，中高等數控則多是接納專用PLC語言，用戶利用很不方便，比方C 語言等。北京航天數控已
往不停接納IL語言來編寫PLC邏輯，由于是指令要領，得當于步調員計劃步調，而不適于機床電氣工
程師，因此給機床廠家或用戶造成許多不方便。
針對上述環境，北京航天數控與國內專業PLC廠商相助開辟了切合國際電工技能委員會
IEC1131-3範例的數控體系PLC編輯編譯軟件，並應用于北京航天數控的CNC體系中。該PLC編輯編譯軟
件符IEC1131-3範例，*自主開辟，並且可運行WIN98、WIN2000、WINXP等操作體系，輕便、易學。
航天數控PLC編輯編譯軟件具有如下特點：
(1)切合IEC1131-3尺度。
(2)支持IL(指令表)和LD(梯形圖)兩種尺度語言。
(3)豐富的指令集，內置IEC1131-3定義的尺度成果、成果塊以及一些特別應用指令。
(4)得當數控應用的專用指令、成果塊。
(5)支持用戶自定義成果塊(子步調成果)。
(6)完善的聯機成果，包羅：下載、上載、在線監測等成果。
(7)完善的快捷鍵方便用戶利用。
(8)具有工程信息成果，便于PLC用戶步調的維護和體系維修事情。
北京航天數控PLC內存地區介紹見下表。
界面簡略介紹
HIR軸承代替NB英制直線軸承SWA08LUU SWB12L SWB16-OP現在航天數控PLC編輯編譯軟件支持LD和
IL兩種編程語言。其魄力氣魄如圖1、圖2所示：在主畫面下，包羅菜單、東西欄、狀態欄、工程辦理
器、指令集、用戶事情區和信息輸出區。
菜單：包羅了PLC軟件的全部下令。
東西欄：包羅了PLC軟件中用戶每每利用的一些下令。
狀態欄：提供軟件當前狀態信息和操作下令提示信息。
工程辦理器：接納樹型布局表現整個工程的構造布局。
用戶事情區：變量表、編輯器窗口等。
指令集：以樹狀列出航天數控PLC的全部指令、成果塊、用戶子步調，該指令集又分爲LD指令集
、IL指令集。
信息輸出區：表現軟件輸出的提示信息，包羅編譯信息、查找結果等。指令集介紹航天數控PLC
支持IEC61131-3尺度的根本指令及其大部門成果/成果塊，編程魄力氣魄切合IEC61131-3尺度要求，
根據機床數控體系PLC的實際要求，對尺度指令做了恰當的擴充，充實饜足機床數控需求。
航天數控PLC指令大抵分爲以下幾類：位指令、賦值指令、比力指令、邏輯運算指令、移位指令
、數學運算指令、步調控制指令、定時器、計數器、子步調以及數控專用指令。
位指令包羅：常開觸點、常閉觸點、平凡線圈、複位線圈、置位線圈、上升沿檢測、降落沿檢測
等。
賦值指令包羅：MOVE(賦值)、BLKMOVE(塊轉移)等。
比力指令包羅：大于、大于等于、等于、小于、小于等于、不等于指令。
邏輯運算指令包羅：按位取反、按位與、按位與非、按位或、按位或非、按位異或等指令。
移位指令包羅：左移、右移、循環左移、循環右移指令。
HIR軸承代替NB英制直線軸承SWA08LUU SWB12L SWB16-OP 數學運算指令包羅：加法、減法、乘法
、除法、求余數、加1、減1等指令。
針對這個問題，Daimler Chrysler、Ford Motor、General Motors三家大汽車公司團結了一些提供商
(如機床提供商Gidding或Lewis、具提供商Kennametal等)創建了一個事情組，以尋求答案。他們的
事情核心便是開辟在汽車發動機A-319鋁合金殼體上，在不用冷卻液的環境下，用高速鋼鑽頭鑽出高
質量孔的要領。事情組劃定了幹式鑽孔可行性的經濟指標爲：用不停徑爲6mm的高速鋼鑽頭在這種鑄
造鋁合金質料上鑽孔，接納3000r/min的轉速和每分鍾至少381mm的進給量時，應至少鑽 10000個20mm
深的盲孔。鑽削時，要求不用增壓的冷卻液澆注切屑、潤滑具和散發熱量。這項事情包羅了分析、
建模、具、質料和具塗層等方面的問題。
此中分析又被細分爲三個問題：即創建變形的數學模型、幹式加工與濕式加工的成本比擬及對人
體康健與甯靜的影響。
由于幹式加工比濕式加工會導致工件、具溫度升高，這些熱量會影響到鑽頭直徑和冷卻後孔的
位置。數學模型可以大概形貌這些影響，還能對怎樣使孔的質量佳化提供引導。爲了資助事情組實
現這個目的，密執安大學開辟了用于評價所選實行進程的模型。
所加工孔的質量根據直徑、圓柱度和位置精度舉行評價。在測量這些參數時，發明位置誤差對鑽
孔的序次很敏感。而零件變形在很大程度上受到夾緊點的位置以及具、切屑之間的摩擦的影響。
通太甚析可精確地知道，幹式鑽削將孕育産生有擴大量的、喇叭口形的孔，鑽頭的熱特性對孔徑
和孔形的影響很明顯。而工件質料、切削速度和進給量對孔徑和圓柱度的影響是次要的。
對汽缸蓋零件舉行建模以便謀略由于幹式鑽削孕育産生的熱量所引起的孔的位置誤差。別的，要
確定傳入工件的熱量，必要測量鑽削力和扭矩。
通常跟蹤8個12mm和16個6.4mm直徑孔的位置，用有限元分析來量化溫度轉移量的變革。熱循環從
鑽削開始謀略至工件冷卻到室溫結束。
HIR軸承代替NB英制直線軸承SWA08LUU SWB12L SWB16-OP事情組確定，理想的鑽削進程，孔的
大定位誤差應在±20μm以內。對付兩種壞的環境：工件在夾緊裝置裏竄動或接納不切合的鑽孔步
調，孔的大定位誤差的謀略值爲±37μm。
該數學模型表明，由溫度引起的位置誤差與鑽頭位移和跳動誤差相比是很小的。要是對鑽削進程
舉行嚴格控制，模型就能資助減小因幹式鑽削時孕育産生的誤差。
對付幹式加工與濕式加工的費用比擬，Daimler Chrysler、Ford Motor、General Motors提供了
在用與不用冷卻液的環境下在生産線上加工典範發動機鋁合金缸蓋的數據。此項研究表明，與濕式鑽
孔比力，幹式鑽孔每件可淘汰加工費用 10％～15%。別的，要是由于金屬加工孕育産生的微粒濃度從
5.0mg/m3淘汰到0.5mg/m3，對環境、康健和甯靜方面的費用，節省還將增長 20％～30%。
采取幹鋁屑更有利可圖，如1997年濕的鋁渣每磅賣價爲0.07～0.23美元，而幹鋁屑每磅賣價爲
1.05美元。幹式加工的運營成本也較低。根據汽車廠統計，每年耗費在與利用冷卻液相幹的費用約莫
爲35～100萬美元，而幹式加工體系是爲10～30萬美元，並省去了操作和辦理冷卻液的人員。
機床制造商Horkos公司、日本的Fukuyama公司也分別舉行了對濕式加工、幹式加工和近幹式加工
相對費用差別的評估。由評估結果可以看出，幹式加工的相幹費用比近幹式加工少32%，比濕式加工
少69%，即幹式加工比濕式加工和近幹式加工有更高的成本效益。從成本構成的角度來看，幹式加工
除節省買冷卻液的費用外，還能得到別的一些回報。
鑽頭壽命的根本環境與試驗進程
HIR軸承代替NB英制直線軸承SWA08LUU SWB12L SWB16-OP事情組試驗了鑽尖的偏移、寒氣噴射以
及差別的鑽頭制造要領、差別的鑽頭參數、工件質料和切削速度、進給量對孔加工的影響。
檢測從市場上買到的鑽頭的破壞狀態，找出每根鑽頭在倒黴用冷卻液的環境下所能加工的孔數。
由Kennametal IPG提供試驗用鑽頭，試驗在Kennametal IPG公司和Ford公司同時舉行。Ford公司接納
的主軸轉速爲15000r/min，Kennametal IPG公司接納的主軸轉速爲5000r/min和3000r/min。試驗用鑽
頭爲高速鋼鑽頭(未塗層)，鑽頭直徑爲6.75mm，鑽頭全長100mm。基于試驗結果，選用具有45°螺旋
角、150°鑽尖角和尺度刃帶的鑽頭舉行計劃細化和評估測試。
爲了確定能提高鑽孔數量的工藝參數，事情組制定的試驗內容包羅：(1)工件質料的性能；(2)鑽
頭的制造毛病；(3)鑽頭橫刃修薄和溝槽拋光；(4)較高速度的影響；(5)鑽尖的偏移；(6)冷氛圍的影
響；(7)車間氛圍的影響；(8)配置革新；(9)工件提供商；(10)具塗層。
鑽頭的性能議決鑽孔的數量來確定，鑽孔在沒有積屑瘤、崩刃或太甚的主軸動力需求的環境下舉
行，其試驗條件見下表。
表 在尋求革新鑽孔效率時，Kennametal IPG公司接納的切削條件
試驗參數—試驗條件
放心鑽頭－鑽頭直徑：4mm，鑽尖角：118°，孔深：127mm
試驗鑽頭－鑽頭直徑：6.75mm，鑽尖角：145°，螺旋角：45°，用120#磨料拋光溝槽,尺度刃帶
孔深-20.3mm(盲孔)
轉速與進給量－3000r/min，381mm/min
冷卻－不用冷卻液，或用Exair公司的冷卻體系
質料－用M&A鑄造廠生産的A-319鋁合金
硬度－48±6HBN
質料因素－Al：90.18%，(別的:Si∶5.80%，Cu:3.80%，Fe:0.01%，Ti:0.12%)
(1)工件質料的性能
HIR軸承代替NB英制直線軸承SWA08LUU SWB12L SWB16-OP經研究發明，幹式鑽削對工件性能的變
革很敏感。在工件質料性能不劃一時，要精確評價鑽頭質量，就應重複舉行試驗，以得出統計結果。
鑄造鋁合金A-319工件硬度的變革、內部磨料含量友不壞泡，都將影響到鑽頭鑽孔的數量。試驗中有
些鑽頭鑽孔數是別的鑽頭的2～4倍。
(2)鑽頭的制造誤差
從同一批生産的鑽頭中隨機選出8根，定名爲J1～J8。試驗這些鑽頭是在3500r/min和381mm/min
的切削用量下，並利用導向孔以克制偏移，爲警備孕育産生積屑瘤，試驗中接納了寒氣噴。這樣，
每根鑽頭鑽孔數在75～453的範疇內。去失有過大形狀毛病的J6和J8，把這個範疇壓縮到240個孔。
由 Ionbond公司所做的鑽頭金相試驗中還可以看到鑽頭制造引起的性能差異：兩根外貌無異的鑽
頭，此中一根鑽了23個孔，另一根卻鑽了500個孔。兩根鑽頭的溝槽都有積屑瘤，在鑽尖相近都有小
漏洞。兩者的顯微結會商化學因素都雷同，要害的區別在于兩根鑽頭鑽尖處的硬度：一根低于計劃值
9%，而另一根低于計劃值19%。然而，離開尖點100μm的鑽尖處，硬度都到達了計劃要求。進一步分
析確定，不恰當的具刃磨使鑽尖被軟化。這闡明精確的鑽尖形狀和具質料的佳物理性能對鑽頭
的切削性能有很大影響。
(3)鑽頭橫刃修薄和拋光
HIR軸承代替NB英制直線軸承SWA08LUU SWB12L SWB16-OP一批鑽頭顛末附加的橫刃修薄工序，增
大了其容屑空間，淘汰了因切屑堵塞導致的鑽頭破壞。另一批帶有同樣的形狀且溝槽拋光使切屑與鑽
頭之間有較低的摩擦系數。Kennametal IPG公司稱這些拋光鑽頭爲“灼爍鑽頭”。試驗證明橫刃的修
薄比光溝槽更能顯著提高生産率。橫刃修薄的鑽頭在轉速爲3500r/min和進給量爲 381mm/min時，利
用結果佳。
(4)較高速度的影響
在進給量穩固的環境下，速度較高時切削負荷較低，在不用冷卻液的環境下，可提高鑽孔效率。
(5)鑽尖的偏移
鑽尖的微小缺陷或主軸的跳動，都市引起鑽尖小量偏移。鑽尖在鑽入工件外貌之前，要是偏移量
充足大則會造成孔位偏移。孔位偏移使鑽頭上壓力加大，減低了鑽頭壽命。爲克制孔位偏移，通常是
用直徑爲4mm的鑽頭預鑽1.27mm深的導向孔。這樣鑽孔數量可從36個增長到52個。
(6)冷氛圍的影響
HIR軸承代替NB英制直線軸承SWA08LUU SWB12L SWB16-OP比力兩種情勢冷氛圍傳輸要領，即議決
鑽頭內部的寒氣傳輸與用鑽尖相近的外部噴咀直接冷卻，兩種要領都能淘汰積屑瘤的生成。當鑽孔數
從55個(寒氣議決鑽頭) 增長到162個(寒氣直接噴向鑽尖)時，這個結果仍與到達鑽10000個孔的目的
相差很遠。別的，寒氣的成本與變更鑽頭相比，還是很高。由于接納寒氣沒有顯著地改進鑽頭壽命，
因此議決綜合評估後決定不再接納。
(7)車間氛圍的影響
用壓力爲63kg/cm2的車間過濾氛圍，議決主軸和鑽頭舉行冷卻。試驗質料爲Daimler Chrysler汽
車公司的A-319鋁合金板，鑽頭爲直徑6.75mm的高速鋼鑽頭，主軸轉速分別爲3000r/min和1500r/min
，進給量爲 381mm/min和5715mm/min。不用氛圍冷卻時，主軸轉速3000r/min，進給量381mm/min，鑽
頭在鑽第38個孔時折斷；用氛圍冷卻時，鑽頭在鑽第624個孔時折斷。當主軸轉速爲1500r/min，進給
量爲5715mm/min，不用氛圍冷卻時，鑽頭在鑽第23個孔時扭矩超載；用氛圍冷卻時，耽誤到第34個孔
時扭矩才超載。在某些事景況態下，用氛圍議決鑽頭冷卻鑽孔是有利的，然而，接納太低的進給速度
，仍達不到本項目的鑽孔目的。
(8)配置革新
配置革新包羅：主軸轉速到達20000r/min、在鑽頭上附加超聲振動頭、加裝增速主軸頭、在真空
環境下鑽削。然而這些步伐均未孕育産生令人得意的結果。
(9)工件提供商
重複試驗表明，差別的鑄件提供商所提供的同樣毛坯，其物理性能有明顯的差異，這對鑽削生産
效率有極大影響。只管采取一些控制步伐，但對差異質料提供商所提供的毛坯，能鑽的孔數仍然大概
相差3～4倍。在鑽頭遇到孔洞、混合和硬度變革時，會孕育産生分外的應力和變形，對處于事情載荷
下的鑽頭非常倒黴。因此，確保提供商的鑄件質量和鋁合金內部的質料因素，是接納優化鑽頭到達高
效鑽孔的根本。
(10)具塗層
HIR軸承代替NB英制直線軸承SWA08LUU SWB12L SWB16-OP在事情組的試驗步調中，幹式加工時接
納也具塗層是得到高生産率有效的本事。相比之下，不塗層鑽頭壽命很短，在磨損前，很少能鑽25
個孔以上。有出息的塗層是物理塗層，類金剛石塗層只用于鑽尖、具前面，而不是整個溝槽外貌
。試驗時，將橫刃修薄、有正常刃帶、帶45°螺旋角、150°鑽尖角、尖部顛末PVD塗層的鑽頭與市場
上12根別的雷同布局(未經橫刃修薄而接納差異塗層)的鑽頭舉行比力。切削用量爲：主軸轉速
3500r/min，進給量381mm/min。試驗結果表明，接納局部PVD金剛石塗層的鑽頭可鑽4892個孔，結果
極佳。終鑽頭的破壞都是由于磨損而不是切屑的堵塞或粘結所造成。
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