超重型車銑復合數控機床實現系列化生產應用

鄧明輝 于晶晶

【摘 要】本文主要介紹了析了國內外大型復合數控機床在研發技術上的優勢，探討了產品性能、加工功能和精度的現狀與發展趨勢。在深入總結國內大型復合數控機床研發現狀的基礎上，探究了在產品規格和可靠性方面的發展趨勢。著重闡述了超重型車銑復合數控機床實現系列化生產應用。

【關鍵詞】超重型車；銑復合數控機床；系列化生產

一、前言

隨著我國航空、航天、船舶與海洋工程等大型裝備制造業的發展，對大型復合數控機床的需求量不斷增加。我國相關單位以可適應模塊設計、超跨距功能部件精準制造和超大組合件高剛度裝配等技術創新為主線，成功研制出了達到國際先進技術水平的超重型車銑復合數控機床，并實現了系列化生產應用。

二、超重型車銑復合數控機床

（一）國內外趨勢

1.國外產品的大型化

大型船舶，航空，核電，海上風能等大型制造業的發展，推動了數控設備的大規模發展。與傳統的車銑復合加工技術相比，“完整加工”是一種新型的加工工藝。由于數控機床性能的不斷提高，工件在加工過程中的機動時間越來越少，因此機床輔助時間和工件之間的保持力是影響交付的重要因素。

2.國內產品的現狀

中國的裝備制造業起步較晚，基礎薄弱。數控機床的開發水平與國際先進水平之間存在差距。復合加工機床仍處于起步階段。與國外產品相比，國產復合機床從基本技術參數和產品精度到整機加工效率和可靠性存在明顯差距。因此，國內復合加工機床市場面臨以下現狀：（1）高端數控機床市場幾乎完全被高價國外產品所占據。（2）由于歐美發達國家的出口限制，大型高精度，尖端復合加工機械的航空航天，海洋和海洋工程設備迫切需要發展，其發展遇到很大瓶頸。

（二）超重型車銑復合數控機床關鍵技術

1.處理大型移動梁組件的連桿技術

在國內移動梁產品中，經常使用液壓平衡移動梁，但由于水力波動的影響，移動梁不能參與加工連桿，導致理論上的Z軸加上W軸加工行程。實際上，只能在連桿中處理Z軸行程。在實現中，大行程的加工只能通過多次移動梁運動和多次加工來完成，這會影響加工效率和精度。針對該問題，通常采用大規模移動梁和重錘平衡技術。

2.大型移動門移動梁的精確同步控制技術

一般來說，大型機床的龍門柱兩側采用相同的傳動和驅動系統，但運動部件一般由移動門，移動梁和切割頭等部件組成，不能形成完全對稱的結構，所以加熱的力和不對稱性會引起各種不穩定的干擾，往往很難完全確保可動移動梁架運動的同步協調，從而引起機械耦合，從而可能損壞可移動的移動梁架或驅動零件。

三、超重型車銑復合數控機床實現系列化生產應用

（一）機器的整體布局。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構，箱體與底座連接，采用熱對稱結構，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.主電機底座4.基座平板5.床臺6.刀架7.尾座8.C軸箱9.鉆銑裝置及數控系統

（二）C軸箱。C軸箱安裝在主電機和主軸箱之間，C軸驅動鏈和主傳動鏈是兩個傳動鏈。C軸由交流伺服電機驅動，交流伺服電機由齒輪冷卻，然后連接到主軸箱的I軸。主驅動器和C軸驅動器通過拉動齒輪的液壓缸切換。

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

（四）底板。底板是一個半封閉的盒子，由高強度，低應力鑄鐵鑄造而成，表面上有一個精確加工的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。在用于移動尾架的底座的平板部分中，設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構要求。當刀架或床軸向或徑向滑動時，在重新安裝和調整后處理零件。

（五）床位。床安裝在床的底座上，床的底座安裝在底板上。刀架床的運動通過提升來實現。床臺上的刀架系統可以實現不同直徑工件的外圓和平面加工；床架通過定位塊準確縱向平行地安裝在底板上；床架通過床架與底板連接。工具托架。車刀架由大刀架，上刀架和刀片組成。上刀體設有主刀片和副刀片，主刀片位于床頭板的側面。刀片可在上刀上手動移動，并具有高剛性，可實現強力懸伸切割。

（六）尾座。尾座是分裂結構。套筒移動到機動，在移動到位后被碟形彈簧夾緊，液壓松弛。用于工件的熱變形補償裝置布置在套筒中，以確保在加工過程中工件的變形不會引起心軸的變化。套筒體設有套筒頂力測量裝置，套筒移動和夾緊機構。

四、結束語

綜上所述，車銑復合加工中心是新一代高效數控機床產品，其特點是：在一臺機床上可實現多工序和多工種加工，具有減少工件裝夾次數、提高加工精度、縮短零件加工時間的特點，其可以進一步鞏固臥式銑鏜床和加工中心在國內制造業的地位，提高生產效率。

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