XH716/1立式加工中心的設計

戴 亞

(上海市第三機床廠 上海 201600)

為了應對國內機械加工行業對大規格立式加工中心的需求，在進行深入市場調研和技術認證的基礎上，設計了XH716/1型立式加工中心，以滿足汽車、航空航天、軍工、汽輪發電機等行業加工大型復雜零件的需要。

XH716/1型立式加工中心采用了十字型結構布局，如圖1所示。機體結構呈金字塔形，為重載荷及強力切削提供了穩固的基礎；倒向Y形大跨距立柱，為主軸箱提供了穩定的支撐。由工作臺的左右運動(X向)、滑鞍的前后運動(Y向)及主軸箱的上下移動(Z向)組成3個進給傳動機構。在設計過程中充分考慮了機床剛性、熱變形、切削能力及精度穩定性，其中Y向采用了“四導軌”布局（在主導軌的中間設置了輔助導軌），使床身的支承剛性得到了加強，顯著提高了機床的承載及抗振能力；該機床的床身、滑鞍、立柱、工作臺及主軸箱均經過Cosmos Works有限元軟件分析并經過優化設計，提高了設計的效率和水平。機床配備全封閉防護罩殼，造型美觀、時尚。

圖1 XH716/1型立式加工中心布局圖

1 支承件的設計

在機床設計中對支承件的基本要求是：

(1)應具有足夠的靜剛度和較高的剛度—重量比。支承件所受的載荷，主要是拉伸、彎曲和扭轉，其中彎曲和扭轉是主要的，因此，支承件的剛度，主要考慮彎曲剛度和扭轉剛度；

(2)應具有較好的動態性能；

(3)應具有較好的熱變形特性。

為達到以上性能指標，設計時使用三維軟件Solid works進行物理建模。在保證計算精度前提下，根據圣維南原理，對部分局部特征如倒角、凸臺、油孔等進行了簡化，并將模型導入Solid Works的Cosmos Works有限元插件，對受力和變形進行定量分析。……