2017年5月23日

復雜箱體精密復合鏜銑加工中心總體布局的設計方案

復雜箱體精密復合鏜銑加工中心總體布局的設計方案2.5.1復合化加工中心總體布局結構根據前面對適合箱體類零件加工的臥、立式加工中心幾種布局形式，以及對箱體類零件的加工工藝的分析，綜合運動部件的輕質量、高剛度要求，確定了將龍門式鏜銑加工中心和臥式鏜銑加工中心相結合，采用電主軸和機械主軸的雙主軸單龍門立臥布局的復合化結構。在傳統的零件加工過程中，為了盡可能的降低由于機床換刀、上下料、重新換位裝夾等輔助動作所浪費的時間，把不同的工序安排在同一個機床上來完成是機床發展的需要，因此復合化的機床已經成為近年來機床技術發展的方向。精密復合化加工中心的產生，使得工件的小批量、變批量、多品種制造生產變得相對容易和經濟實惠，不用為零件的制造特征而需要專用機床。復合化機床的通用性是極高的，復合化機床在加工過程中減少了工件裝夾次數，降低了由于重復定位所帶來的誤差，縮減了工件的生產周期。為了實現復雜箱體類零件一次安裝狀態下的工序集中法加工以提高精度和效率，在深入分析典型箱體類零件加工特征的基礎上，先后提出了多種機床布局思路，最終選出了將單龍門式銑削加工中心與臥式鏜銑加工中心相結合，采用電主軸與機械主軸相結合的雙主軸、單龍門立臥式布局的思路，根據這一思路，提出了圖2.7的結構方案，這樣可以實現箱體零件的“一次裝夾，五面加工”。1.床身2.銑削立柱3.銑削橫梁4.銑削主軸箱5.鏜削主軸箱6.鏜削立柱7.工作臺圖2.7初始總體結構布局圖 Fig. 2.7 General structure of initial layout2.5.2復合化結構中的橫梁與立柱解耦由圖2.7可知，銑削橫梁與鏜削立柱是固定在一起的，在進行機床結構剛度分析時發現銑頭橫梁與鏜銑頭立柱耦合，在裝配時很難保證精度，且加工過程中二者產生變形互相影響。為此，采用了基于公理設計的思想，將銑頭橫梁與鏜銑頭立柱在結構上解耦，將臥式鏜頭立柱與龍門立柱分開設置，通過有限元方法對這種結構布局方案進行分析和仿真，最后確定了如圖2.8的結構方案作為最終方案。1.床身2.工作臺3.銑削立柱4.銑削刀盤5.銑削橫梁6.銑削主軸箱7.鏜削刀盤8.鏜削主軸箱9.鏜削立柱2.8優化后總體結構布局圖Fig. 2.8 General structure after optimization精密復合式鏜銑加工中心的總體布局已經確定，圖2.8中總體結構主要包括單龍門式的銑削加工中心與臥式鏜削加工中心相結合，主要結構包括銑削電主軸系統、鏜削機械主軸系統、整體性床身、旋轉分度工作臺、水平運動滑臺、圓盤式刀庫等。在機床主體布局結構方式確定后，再根據本課題所研究對象的主要技術規格參數要求進行主要結構尺寸的確定、總體設計、機床的外觀造型設計和加工中心的產品相關的配套輔助設施的設計。2.6本章小結(1)本章闡述了精密復合式鏜銑加工中心結構特點和技術要求，在綜合分析國內外的立臥式加工中心總體布局的基礎上，總結了各種機床運動和運動分配形式的特點。(2)以裝甲車的精密復雜箱體類零件為對象，分析了零件的結構特征以及對加工該類零件的設備進行需求分析，綜合運動部件的輕質量、高剛度要求，確定了將單龍門式鏜銑加工中心和臥式鏜銑加工中心相結合，采用電主軸和機械主軸的雙主軸的單龍門立臥布局的復合化結構。

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