精密復合式鏜銑加工中心結構特點和技術要求
在分析研究精密復合鏜銑加工中心總體結構布局時，不但要綜合的考慮到結 構的先進性，還要考慮到圍繞產品設計市場定位的結構經濟性、生產工藝性等問 題，如何設計出的布局結構使得加工中心具備高的剛度、高的穩定性將是本章所 論述的重點。因此，本章在分析臥式立式加工中心結構、布局形式以及復雜箱體 零件對機床結構特殊要求的基礎上，提出了復雜箱體精密復合鏜銑加工中心的總 體布局方案。根據主軸在空間的相對位置分類，可以將加工中心分為臥式、立式和萬能加 工中心；其中的臥式、立式加工中心的主軸軸線分別平行和垂直于工作臺，而萬 能加工中心的主軸軸線可與工作臺形成任意的角度。2.1精密復合式鏜銑加工中心結構特點和技術要求 2.1.1精密復合式鏜銑加工中心結構特點針對機床結構和布局方面的技術問題，為了實現復雜箱體類零件在一次裝夾 狀態下進行工序集中加工，提_機床的加工精度和效率，在設計中米用了單龍門 雙立柱的立臥綜合布局結構，同時配備了雙主軸，這樣可以實現箱體零件的一次 裝夾、五面加工。精密復合式鏜銑加工中心的組成結構有以下幾個部分[23,24]:1、基礎部件：由床身、立柱和工作臺等組成，這些基礎部件主要承受加工中 心的靜載荷以及加工過程中機床切削所帶來的負載，因此在部件的結構設計過程 中必須保證具備高的剛度。2、主軸部分：由電主軸、機械主軸、主軸電機和主軸箱等部件所組成，是加 工中心執行旋轉切削的執行部件。3、進給驅動系統：由高精度滾珠絲杠、伺服驅動電機等組成，完成加工中心 的各個坐標軸的直線與旋轉運動。4、精工系統：由伺服驅動裝置、可編程控制器以及操作面板等組成。5、自動換刀系統：由刀庫和刀具交換裝置組成，可以實現不同工序一次加工，明顯提高機床的加工效率。6、輔助裝置：由冷卻裝置、排屑裝置、防護裝置、液壓裝置、氣動裝置和自 動檢測系統等組成。對于精密復合式鏜銑加工中心的結構設計而言，在考慮加工中心的一般結構 特點外，更多的要考慮到在加工過程中高精度的實現，所以精密復合式鏜銑加工 中心具有特殊的結構特點：為了有效地抑制由于坐標軸運動所產生附加振動，多 處進給傳動均采用重心驅動的技術；為了消除傳統傳動鏈傳動環節的多種誤差， 采用直接驅動技術實現機床的“零傳動”；對于高速電主軸的龍門橫梁采用預應 力變形結構設計；對臥式鏜削機械主軸的立柱采用力平衡機構設計。2.1.2精密復合式鏜銑加工中心技術要求在選出能與加工對象相適應，保證高精度和高效率機床布局結構的基礎上， 根據我們對相關企業實地調研的情況，以及通過對精密復合式鏜銑加工中心的產 品設計分析，查閱相關資料分析對比目前世界先進的、高性能加工中心的技術參 數特點，提出了機床合理的結構參數和運動參數范圍。精密復合式鏜統加工中心 具體參數見表2.1。 表2.1精密復合式鏜銑加工中心主要技術參數 參數名稱 參數值 工作臺最大回轉半徑/mm 1600 工作臺最大承載量/kg 2000 工作臺數量 液壓轉臺1個 X軸行程/mm 1750 Y軸行程/mm Y1 軸：1250; Y2 軸：1500 Z軸行程/mm Z1軸： 1000; Z2 軸：100 主軸最高轉速/rpm 銑削電主軸：最高轉速24000;鏜銑軸：最高轉速6000 主軸功率/kW 銑削電主軸：功率22;鏜銑軸：功率22 刀庫數量及刀具工位數 2個盤式刀庫，每個刀庫刀具工位數為16 X軸快移速度/m/min 30 Y軸快移速度/m/min 30 Z軸快移速度/m/min 30 各軸定位精度/mm ≦0.005 各軸重復定位精度/mm ≦0.003 工作臺定位精度 ±3 主軸精度/mm 主軸跳動精度0.005mm(300長處）