超重型車(chē)銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)系列化生產(chǎn)應(yīng)用

鄧明輝 于晶晶

【摘 要】本文主要介紹了析了國(guó)內(nèi)外大型復(fù)合數(shù)控機(jī)床在研發(fā)技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，探討了產(chǎn)品性能、加工功能和精度的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。在深入總結(jié)國(guó)內(nèi)大型復(fù)合數(shù)控機(jī)床研發(fā)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探究了在產(chǎn)品規(guī)格和可靠性方面的發(fā)展趨勢(shì)。著重闡述了超重型車(chē)銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)系列化生產(chǎn)應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】超重型車(chē)；銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床；系列化生產(chǎn)

一、前言

隨著我國(guó)航空、航天、船舶與海洋工程等大型裝備制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)大型復(fù)合數(shù)控機(jī)床的需求量不斷增加。我國(guó)相關(guān)單位以可適應(yīng)模塊設(shè)計(jì)、超跨距功能部件精準(zhǔn)制造和超大組合件高剛度裝配等技術(shù)創(chuàng)新為主線，成功研制出了達(dá)到國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平的超重型車(chē)銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床，并實(shí)現(xiàn)了系列化生產(chǎn)應(yīng)用。

二、超重型車(chē)銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床

（一）國(guó)內(nèi)外趨勢(shì)

1.國(guó)外產(chǎn)品的大型化

大型船舶，航空，核電，海上風(fēng)能等大型制造業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)了數(shù)控設(shè)備的大規(guī)模發(fā)展。與傳統(tǒng)的車(chē)銑復(fù)合加工技術(shù)相比，“完整加工”是一種新型的加工工藝。由于數(shù)控機(jī)床性能的不斷提高，工件在加工過(guò)程中的機(jī)動(dòng)時(shí)間越來(lái)越少，因此機(jī)床輔助時(shí)間和工件之間的保持力是影響交付的重要因素。

2.國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的現(xiàn)狀

中國(guó)的裝備制造業(yè)起步較晚，基礎(chǔ)薄弱。數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)水平與國(guó)際先進(jìn)水平之間存在差距。復(fù)合加工機(jī)床仍處于起步階段。與國(guó)外產(chǎn)品相比，國(guó)產(chǎn)復(fù)合機(jī)床從基本技術(shù)參數(shù)和產(chǎn)品精度到整機(jī)加工效率和可靠性存在明顯差距。因此，國(guó)內(nèi)復(fù)合加工機(jī)床市場(chǎng)面臨以下現(xiàn)狀：（1）高端數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)幾乎完全被高價(jià)國(guó)外產(chǎn)品所占據(jù)。（2）由于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的出口限制，大型高精度，尖端復(fù)合加工機(jī)械的航空航天，海洋和海洋工程設(shè)備迫切需要發(fā)展，其發(fā)展遇到很大瓶頸。

（二）超重型車(chē)銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)

1.處理大型移動(dòng)梁組件的連桿技術(shù)

在國(guó)內(nèi)移動(dòng)梁產(chǎn)品中，經(jīng)常使用液壓平衡移動(dòng)梁，但由于水力波動(dòng)的影響，移動(dòng)梁不能參與加工連桿，導(dǎo)致理論上的Z軸加上W軸加工行程。實(shí)際上，只能在連桿中處理Z軸行程。在實(shí)現(xiàn)中，大行程的加工只能通過(guò)多次移動(dòng)梁運(yùn)動(dòng)和多次加工來(lái)完成，這會(huì)影響加工效率和精度。針對(duì)該問(wèn)題，通常采用大規(guī)模移動(dòng)梁和重錘平衡技術(shù)。

2.大型移動(dòng)門(mén)移動(dòng)梁的精確同步控制技術(shù)

一般來(lái)說(shuō)，大型機(jī)床的龍門(mén)柱兩側(cè)采用相同的傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，但運(yùn)動(dòng)部件一般由移動(dòng)門(mén)，移動(dòng)梁和切割頭等部件組成，不能形成完全對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，所以加熱的力和不對(duì)稱性會(huì)引起各種不穩(wěn)定的干擾，往往很難完全確?？蓜?dòng)移動(dòng)梁架運(yùn)動(dòng)的同步協(xié)調(diào)，從而引起機(jī)械耦合，從而可能損壞可移動(dòng)的移動(dòng)梁架或驅(qū)動(dòng)零件。

三、超重型車(chē)銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)系列化生產(chǎn)應(yīng)用

（一）機(jī)器的整體布局。床頭板安裝在床頭板的底座上，底板放在底座上。底板和工具架，尾架下體和尾架安裝在底板上。床頭柜。床頭板體具有箱形結(jié)構(gòu)，箱體與底座連接，采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)，有效減少了主軸的熱漂移，提高了加工精度。如下圖1所示。

1.床頭箱2.床頭箱底座3.主電機(jī)底座4.基座平板5.床臺(tái)6.刀架7.尾座8.C軸箱9.鉆銑裝置及數(shù)控系統(tǒng)

（二）C軸箱。C軸箱安裝在主電機(jī)和主軸箱之間，C軸驅(qū)動(dòng)鏈和主傳動(dòng)鏈?zhǔn)莾蓚€(gè)傳動(dòng)鏈。C軸由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，交流伺服電機(jī)由齒輪冷卻，然后連接到主軸箱的I軸。主驅(qū)動(dòng)器和C軸驅(qū)動(dòng)器通過(guò)拉動(dòng)齒輪的液壓缸切換。

（三）床頭盒底座。用于主軸箱和工件的支撐，采用鑄造結(jié)構(gòu)作為主油箱液壓油的油池。主電機(jī)底座。主電機(jī)底座的主電機(jī)安裝在主電機(jī)的底座上，主電機(jī)的底部與床頭板的底座擰緊，在主電機(jī)和主軸箱之間形成剛性連接。

（四）底板。底板是一個(gè)半封閉的盒子，由高強(qiáng)度，低應(yīng)力鑄鐵鑄造而成，表面上有一個(gè)精確加工的T型槽。T形槽縱向布置成平行于主軸箱主軸的中心線，以安裝工具架床和尾座。在用于移動(dòng)尾架的底座的平板部分中，設(shè)置有尾座保持定位槽。床架安裝在床和底板之間，以滿足工具尖端中心高度的結(jié)構(gòu)要求。當(dāng)?shù)都芑虼草S向或徑向滑動(dòng)時(shí)，在重新安裝和調(diào)整后處理零件。

（五）床位。床安裝在床的底座上，床的底座安裝在底板上。刀架床的運(yùn)動(dòng)通過(guò)提升來(lái)實(shí)現(xiàn)。床臺(tái)上的刀架系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不同直徑工件的外圓和平面加工；床架通過(guò)定位塊準(zhǔn)確縱向平行地安裝在底板上；床架通過(guò)床架與底板連接。工具托架。車(chē)刀架由大刀架，上刀架和刀片組成。上刀體設(shè)有主刀片和副刀片，主刀片位于床頭板的側(cè)面。刀片可在上刀上手動(dòng)移動(dòng)，并具有高剛性，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力懸伸切割。

（六）尾座。尾座是分裂結(jié)構(gòu)。套筒移動(dòng)到機(jī)動(dòng)，在移動(dòng)到位后被碟形彈簧夾緊，液壓松弛。用于工件的熱變形補(bǔ)償裝置布置在套筒中，以確保在加工過(guò)程中工件的變形不會(huì)引起心軸的變化。套筒體設(shè)有套筒頂力測(cè)量裝置，套筒移動(dòng)和夾緊機(jī)構(gòu)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，車(chē)銑復(fù)合加工中心是新一代高效數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品，其特點(diǎn)是：在一臺(tái)機(jī)床上可實(shí)現(xiàn)多工序和多工種加工，具有減少工件裝夾次數(shù)、提高加工精度、縮短零件加工時(shí)間的特點(diǎn)，其可以進(jìn)一步鞏固臥式銑鏜床和加工中心在國(guó)內(nèi)制造業(yè)的地位，提高生產(chǎn)效率。

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