从“哈挺机床”看国外数控车床设计特点

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1、从“哈挺机床”看国外数控车床设计特点2006年4月21日，由河南恒泰机床有限公司主办的“哈挺机床”走进中原技术交流会在河南省省会郑州举行，来自河南省内“哈挺机床”用户及企业代表会议50余人参加了会议，会上用户代表——河南航天压力器件有限公司相关负责人，及哈挺公司西安办事处王利华经理、汪洋经理等就哈挺公司的发展历史、产品分类、产品结构和设计特点进行了介绍，笔者作为企业技术人员及高校教师代表参加了此次交流会，对哈挺机床，特别是数控车床、车削中心产品结构特点进行了深入的了解和咨询，并将其整理成文，希望对国内机床行业技术人员及设

2、备采购人员有所启迪。   哈挺公司及产品分类   哈挺公司成立于1890年，前身为哈挺兄弟公司，已有近116年的发展历史，目前总部位于美国纽约州，是响誉世界的国际知名机床生产商，在加拿大、英国、瑞士、台湾、上海等地均设有全资子公司，主要产品类型涵盖数控车床、车削中心、加工中心、坐标磨床、精密磨床以及工装夹具等，“哈挺机床”各类型产品以其一贯的高品质、高精度、高可靠性、高刚性的特点广泛应用于航空航天、汽车、模具、工具制造领域。在中国设有8个办事处，在上海设有产品展厅、培训中心、试切中心，可全方位对国内用户进行产品宣介、培训

3、、技术咨询及技术指导。对数控车床而言，其产品精度分为两档，即高精密和超高精密。为确保每一台机床的精度和质量可靠性得到保障，哈挺机床工厂可靠性测试周期长达12个月，以充分保证每一台哈挺机床交付给用户时都具有高品质、高可靠性的特点。   哈挺数控车床主要特点   “哈挺机床”最初创建的时候，主要生产系列车床及数控车床、车削中心，经过百余年发展，其数控车床及车削中心产品品质在行业内具有显著代表性。目前哈挺数控车床主要包括QUEST、TALENT、ELITE三个系列，其中ELITE系列已经可以在上海有限公司组装制造。以QUEST

4、系列为例，哈挺数控机床其主要结构特点主要包括以下几个方面：   1.床身设计结构特点   哈挺数控车床床身材料主要采用纯大理石、大理石或花岗岩填充、铸铁三种，相比较其它品牌机床而言，许多其它品牌数控车床铸铁床身存在空腔，在切削过程中，当切削到工件上砂眼、硬性夹杂等部位时，会产生局部断续切削，在强力切削超硬材料时，也会产生切削振动波，由于空腔部位不能阻止或消除振动波，随着这些振动波在床身上的延续，将会影响刀具切削的连续性，在工件表面产生微小的振纹，将对工件表面精度造成影响，通过采用大理石或花岗岩填充，可以有效消除切削过程中

5、的有害振动波，消除工件表面振纹，从而提高工件表面加工精度30%左右，并可提高刀具耐用度37%。对于无填充的铸铁床身（主要用于ELITE系列）采用宽肋筋加强床身，进一步增强刚性和减振性。正是由于上述特点，使得哈挺数控车床床身与其它品牌同类型机床相比更重，刚性及消振性更好。   2.主轴设计结构特点   哈挺数控车主轴分为机械式主轴和电主轴两大类。其中机械式主轴为哈挺专利产品，其设计结构非常有特色。哈挺数控车采用的机械式主轴主要有五种结构，即弹簧夹头（工件全包容，夹持长度最短）、快换式夹头（大批量生产，在弹簧夹头之间，全部由

6、橡胶垫填充，使杂质无法进入适配器，并适用于各种形状弹簧夹头结构）、台阶式卡盘（适合大直径零件装夹）、内涨式结构（主要用于薄壁零件，或以内孔为定位基准的零件）、三爪卡盘式。对于QUEST系列数控车床而言，多采用内置式弹簧夹头，对TALENT系列多采用三爪卡盘。哈挺数控车床主轴最高转速可达6000r/min，哈挺的内置式弹簧夹头带有内锥结构，如图1所示，与常见的通用机械式主轴结构（图2）相比，具有以下显著优点：图1  哈挺数控车主轴结构图2  其它数控车主轴结构   （1）结构简单、快换方便   从两图中对比可以看出，哈挺车

7、床主轴由于带有内锥结构，哈挺车床主轴、卡盘、弹簧夹头都可以直接安装，无需过渡法兰。可以在几分钟内实现卡盘换装夹头，完成快速工件转换。   （2）刚性好   主轴结构设计使得工件夹持非常接近主轴轴承，由于夹持长度缩短，工件刚性好，提高了零件加工精度和表面粗糙度。   （3）支撑点设计合理，散热性号   哈挺机床改变了主轴的支撑点，将支撑点放在主轴中心线上，使主轴在上部和下部热量平衡，使热量尽量少的向床身蔓延，达到最有效的主轴热量释放。   （4）免维护性好   哈挺主轴为免维护主轴，它是一个整体结构，采用固体润滑形式，前端

8、三列滚子轴承，后端两列球轴承，进一步增加了主轴的刚性，哈挺主轴带有吹气装置，每次装夹均有气体吹孔动作，防止切屑或杂质进入主轴。   （5）精度较高   主轴径向跳动精度及端面跳动精度误差均小于1μm，全行程定位精度达±0.005mm，全行程重复定位精度达±0.0025mm，圆度精度误差小于0.75μm，表面粗糙度可达