臥式銑鏜加工中心技術分析與發(fā)展前景

李 鑫

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

臥式銑鏜加工中心技術在我國的應用已有幾十年歷史，在該技術加持下生產(chǎn)制造的產(chǎn)品應用范圍更廣，為提高產(chǎn)品精度、質(zhì)量及性能，臥式銑鏜加工中心技術需在累積以往應用經(jīng)驗基礎上，立足市場經(jīng)濟飛速發(fā)展大背景，借鑒國內(nèi)外成功技術研究經(jīng)驗，整合當前技術研發(fā)資源，使該技術更具應用價值，秉持與時俱進精神不斷發(fā)展，賦予該技術靈活性、發(fā)展性、時效性，達到提高該技術應用價值的目的。然而，當前與臥式銑鏜加工中心技術相關研究成果較少，加之企業(yè)數(shù)控機床類型、產(chǎn)品制造需求等客觀條件不盡相同，未能形成富有導向性的技術發(fā)展體系，這也為本次研究創(chuàng)造條件，基于此為推動臥式銑鏜加工中心技術良性發(fā)展，分析該技術發(fā)展前景顯得尤為重要。

1 分析臥式銑鏜加工中心技術

當前臥式銑鏜加工中心技術分為五軸加工、落地式加工等形式，本次分析僅圍繞臥式加工形式，確保分析富有針對性、科學性。臺式臥式加工中心技術按照立柱可分為立柱移動式結(jié)構(gòu)、固定式結(jié)構(gòu)，依據(jù)主軸箱可將其分為側(cè)掛箱、正掛箱，依據(jù)主軸形式可劃分為移動式、固定式、主軸加工旋盤式，滑枕移動式、鏜桿移動式是較為常見的移動式主軸。

（1）立柱固定式。將立柱固定于機床上進行布局，工作臺順延Z、X向呈十字運動狀態(tài)，Y向為主軸箱運動方向，其中側(cè)掛箱、正掛箱是較為常見的主軸箱。

（2）立柱移動式。通常情況下立柱移動式機床床身較大，多為T型結(jié)構(gòu)進行布局，具體可從以下幾個方面進行分析：一是床身T形。該類型機床又稱為刨臺式結(jié)構(gòu)，立柱沿Z向在縱床身上移動，操作臺沿X向在橫床身上移動，常見有側(cè)掛箱、正掛箱兩種形式，并沿著Y方向移動；二是床身為倒T形。立柱沿X向在橫床身上移動，工作臺沿Z向在縱床身上移動，側(cè)掛箱、正掛箱是較為常見的主軸箱形式，且沿著Y向移動；三是床身為十字形。立柱沿Z、X向呈水平方向移動，立柱上的主軸箱呈Y向運動，同時工作臺呈固定狀態(tài)。

圖1 數(shù)顯臥式銑鏜床TX6111C/2落地銑

當前我國外臥式加工中心技術多以T字結(jié)構(gòu)機床為主，此類機床加持下的臥室銑鏜加工中心技術較為成熟，基于該操作體系可以同時驅(qū)動多個操作臺，這些操作臺通過編程設計可以快速交換，滿足設備綜合運轉(zhuǎn)需求，提高產(chǎn)品加工制造效率，使各個運動部件得以高效運轉(zhuǎn)，提高機床切削加工速率，節(jié)約產(chǎn)品制造時間。

T字刨臺式結(jié)構(gòu)較多應用在重型、大型機床上，通常配置雙工作臺，可以在加工同時裝夾待加工區(qū)工件，提高機床運行效率，該結(jié)構(gòu)還可應用柔性單元，配以自動線形成柔性加工制造系統(tǒng)，提高機床加工綜合效率。

（3）主軸箱正掛箱。主軸箱體可以在門式框架立柱上下移動的結(jié)構(gòu)為主軸箱正掛箱臥式銑鏜加工中心技術，基于正掛箱結(jié)構(gòu)中心為主軸，主軸兩側(cè)對稱，在機床運行過程中會產(chǎn)生高溫，溫度會引起結(jié)構(gòu)形變，影響主軸穩(wěn)定性，使其發(fā)生位移，為此主軸箱正掛箱能保證機床穩(wěn)定，提高機床加工制造精度[1]。

（4）主軸箱側(cè)掛箱。側(cè)掛箱位于立柱外側(cè)，可以在導軌上呈上下運動狀態(tài)，通常情況下運用封閉式矩形箱結(jié)構(gòu)，基于該結(jié)構(gòu)具有抗變、抗扭、抗彎等特性，為此該結(jié)構(gòu)可保證機床加工制造過程穩(wěn)定?；谥鬏S箱固定在立柱側(cè)面，在機床運轉(zhuǎn)狀態(tài)結(jié)構(gòu)會升溫，產(chǎn)生熱輻射引起立柱形變，主軸隨即發(fā)生位移，降低機床加工制造精度，此結(jié)構(gòu)能承受來自機床的極大切削力，為此屬于精度極高的加工設備。

（5）主軸部分。針對固定式主軸結(jié)構(gòu)，可以從以下幾個方面進行分析：一是機械主軸。通常利用結(jié)構(gòu)緊湊集成主軸結(jié)構(gòu)，伺服電機呈獨立驅(qū)動狀態(tài)，齒輪有級傳動驅(qū)動主軸進行旋轉(zhuǎn)，主軸宣傳范圍大，滿足機床大扭矩、重切削生產(chǎn)制造需求，并用氣幕保護結(jié)構(gòu)，延長主軸使用壽命，提高加工制造精度；二是電主軸。內(nèi)藏式電機主軸單元結(jié)構(gòu)較為常見，主軸內(nèi)有編碼器，在伺服裝置驅(qū)動下運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)速率快、噪聲小、精度高，可應用在結(jié)構(gòu)復雜曲面及薄壁元件加工過程中[2]。

2 分析臥式銑鏜加工中心技術發(fā)展前景

（1）高精度。當前我國臥式銑鏜加工中心技術應用較為廣泛且深入，機床結(jié)構(gòu)各異，可以滿足機械市場對元件多樣性的應用需求，在未來怎樣持續(xù)提高臥式銑鏜加工中心技術精度，提高元件生產(chǎn)加工質(zhì)量，成為該技術領域需要思考與解決的重要問題之一，為推動該技術發(fā)展，還會契合市場需求，拔高技術推行標準，指導該技術革新優(yōu)化。

（2）高速度。當前機械主軸運轉(zhuǎn)最高速度可達8000r/min，機械主軸在各直線坐標上的運轉(zhuǎn)速度高達60m/min，在數(shù)字化技術加持下，有些機床可以根據(jù)加工需求調(diào)整運轉(zhuǎn)參數(shù)，采用個性化配置，滿足產(chǎn)品加工制造需求，提高元件質(zhì)量。

（3）重大型化。當前數(shù)控機床加工產(chǎn)業(yè)正朝著精細化、信息化方向發(fā)展，并在軍工、航天、航空、能源等領域予以應用，這對臥式銑鏜加工中心技術的發(fā)展來講是機遇亦是挑戰(zhàn)，需通過技術優(yōu)化，解決重大型工業(yè)領域?qū)υY(jié)構(gòu)、精度、種類的需求問題，例如寧波某公司生產(chǎn)的型號為HTM—160HA設備，工作臺規(guī)格為1600mm×1600mm，具有極強承重能力，可以承載約20t的元件，并進行高速度、強力切削加工，為我國大型高精尖設備的研發(fā)、推廣、應用夯實技術基石[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，為提高臥式銑鏜加工中心技術應用質(zhì)量，技術人員需在充分掌握該技術應用要點及特點基礎上，綜合以往技術研究經(jīng)驗，借鑒國外成功的技術研究成果，立足當今工業(yè)化市場發(fā)展實況，推動臥式銑鏜加工中心技術朝著高精度、高速度及重大型化方向發(fā)展，達到提高產(chǎn)品加工制造綜合質(zhì)量的目的。