摘要：以高精细卧式加工中心要害部件的规划为例， 论述了保质规划通用技能及模块化产品通用规划规划技能在高精细制作加工设备规划中的使用。

  要害词：高精细加工中心；结构优化；保质规划近年来， 跟着世界机床商场不断向高速、高精、复合、智能、环保等方向开展， 加工中心技能的使用研究成了机床配备业的严重课题。特别是航空航天、造船、军工和模具制作等国家战略性要点职业的大力开展， 处理杂乱滑润空间曲面的中小型壳体、箱体类零件的高精细制作加工设备日益显示出其强壮的能量。高精度卧式加工中心在国表里已是商场需求的主流产品， 重视其在机械结构规划和操控体系方面的结合， 完善保质规划通用技能及模块化产品通用规划规划技能， 完成多规范、多要素体系的保质规划， 关于完成产品的立异打破具有重要的含义［１］ 。

  １、机床首要技能参数图１ 所示机床是某公司与某大学合作开发的一台集现代操控、精细丈量、ＣＡＤ／ ＣＡＭ 等于一体的高精细卧式加工中心。该机床是典型的以工序会集为准则、具有复合加工技能的高端数控配备产品［２］ 。机床首要功用参数：主轴转速２５ ０００ ｒ／ ｍｉｎ、定位精度０.００５ ｍｍ／１ ０００ ｍｍ、重复定位精度０.００３ ｍｍ／１ ０００ｍｍ， 到达了精细数控机床世界先进规范。该机床已在上海第八届我国数控机床博览会（ＣＣＭＴ２０１４）、北京第十三届我国世界机床博览会（ＣＩＭＴ２０１３） 上展出。

  传统卧式加工中心系列机床的主轴箱垂向运动装置结构图如图２ （ａ） 所示。主轴箱１ 由２ 条重载滚柱式直线 支撑运动， 但装置方位却在床身（立柱） 前面、主轴箱的两边， 这样对机床主轴箱在笔直平面内垂向运动视点误差将会形成较大影响， 机床的刚性差， 然后影响机床加工精度。该加工中心主轴箱１ 选用蜂巢筋板夹心、双层薄壁矩形管状结构的铸件（高强度球墨铸铁ＱＴ６００⁃３）， ４ 条重载滚柱式直线 装置基面与主轴箱的四侧面呈４５°夹角（见图２ （ｂ） ）。垂向导轨支撑结构不光增强了机床的刚性， 还会极大地削减主轴箱在纵向笔直平面内运动视点误差， 然后使主轴箱安稳性得到了加强， 提高了机床加工精度。

  一般卧式加工中心均不配备附件铣头结构， 且惯例附件铣头外形尺寸太大， 铣头主轴中心间隔机床立柱导轨面太近， 铣头的颈部短， 不能深化箱体内部加工， 因此不能满意许多用户的特别加工要求。该加工中心配备了具有常识产权的双输出主轴附件铣头（见图３）， 经过添加两个传动轴９ 和１０ 的传递， 在惯例附件铣头的根底上不只将铣头轴中心到加工中心主轴端面间隔加长， 其外形也比一般的附件铣头小， 然后扩展了加工规模。一起完成了双输出主轴， 提高了加工功率。特别合适特别场合， 如火车配件钩尾框等零件的加工。

  该加工中心Ｚ 向导轨地点的前床身和Ｘ 向导轨地点的后床身组成正Ｔ 形一体化结构， 且前后床身均选用表里双壁加米字形斜筋规划（见图４）。经过树立机床床身的有限元模型进行剖析， 证明该结构最好地完成了精细机床的高刚性及高安稳性要求［５］ 。见图５。

  立柱移动地点的Ｘ 向２ 条导轨选用世界盛行的前导轨低后导轨高的阶梯结构（见图６）， 使用丝杆装置方位越接近机床重心越省力的原理， 在确保Ｙ 轴强度的情况下， 大大减轻了移动部件立柱的质量， 然后可获得更高的加快功用。而且该结构在机床未切削时可以使立柱和主轴箱部件有前倾趋势， 该趋势刚好抵消机床切削时发生的切削抗力， 增强了机床战胜倾覆力矩的才干［６］ 。

  图６床身导轨前低后高阶梯结构２.２.３托盘夹紧及交流结构选用了液压操控规划

  托盘选用４ 个９０°锥台规划， 经过液压夹紧组织使卡爪拉钉拉紧， 确保４ 个锥台面严密贴合， 定位精度高， 液压拉紧力大， 可以接受强力切削， 到达平稳无振荡。托盘交流器选用液压差动升降技能及反转油缸串联、液压缓冲结构规划， 完成了交流速度快、负载才干强和定位精确的功用［７］ 。

  该加工中心选用闭环高精细数控旋转工作台结构， 确保了精细级的重复定位精度， 工作台的反转精度确保为≤３″， 然后终究完成了此产品的高精细度和复合加工功用， 到达了精细数控机床的世界先进水平。

  归纳考虑出产过程安稳性以及制作本钱， 缓解机床零件加工、装置过程中工艺计划不合理以及随机性毛病引发的产品出产周期问题， 结合制作企业实践，特制订如图７ 所示的工艺道路。

  高精细卧式加工中心技能含量高， 属高端配备产品， 是制作业的支柱性产品， 也是机床制作业的开展方向。该产品技能先进、附加值高， 是合适我国配备制作业需要和开辟国外商场的优先产品， 契合国家及山东省复兴根底配备制作业、开展要害制作技能的开展规划［８］ 。其规划经历值得人们学习和推行。只要吸收和创造相结合， 才干进行深层次的技能立异。

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