麵對我國（guó）航空、航天、核電、風電、船舶等國家重（chóng）點領域的重大工程項目對關鍵（jiàn）加工裝備（bèi）的迫切需求，發展大型（xíng）、重型高檔數控機床成為必然，高架式五（wǔ）軸車銑加工中心就是為（wéi）此（cǐ）而（ér）設（shè）計的。車銑複合加工技術是集高速切（qiē）削和銑削技術的優點而發展起來的先進切削技術，而該高架式五軸車銑加（jiā）工中心正是運用車銑加（jiā）工這種新的加工方法，在大型回轉體的高速切削及弱剛（gāng）度回轉體的精（jīng）加工（gōng）中有其獨特的優（yōu）勢。在此車銑加工中心（xīn）上可完成車削、銑削、鑽鏜等複雜工序加工（gōng），提高設備利用率和（hé）加（jiā）工效率，解決了大型回轉體類零件尤其是內表麵具（jù）有矩形網格結構的大型薄壁回（huí）轉體類零件的高速車銑加工問題。

      1. 機床結構及特點

      1.1 機床結構

      基於現有（yǒu）大型薄壁回（huí）轉體類零件，尤其是內表麵具（jù）有矩形網格結構的大型薄壁回轉體類零件的（de）特點，選擇了新（xīn）的工藝路線———高（gāo）速車銑技（jì）術。具（jù）有高速銑削一切優點的高速車銑比單純的車或銑能提高效率5-10倍。本機床采（cǎi）用高架式橫梁移動框架結構，用於實現X、Y、Z 三軸（zhóu）的高速移動，設置雙擺動式銑削頭，既可以實（shí）現獨立的車削功能（néng），又可以（yǐ）實現獨立的銑削功能，並配備有鏈式刀庫及回（huí）轉直徑為4M的立式回轉工作台。

      具體結構構成如下：回轉工作（zuò）台U 設置在工作台底（dǐ）座上，並通過安裝在工作台底座側麵的直流調速電動機（jī）4和齒輪變速箱5驅動；設置（zhì）有2個前後方向布置的X軸導（dǎo）軌座1，它們分別通過導向鍵和螺栓與3個底座3 固定，其上（shàng）各安裝有X 軸滾動導軌29：Y軸後橫梁8 和Y軸前橫梁9 通過導向鍵和螺栓固定成一（yī）體（簡稱為Y軸橫梁），該橫梁水平方向布置，並安裝在2個X軸滾動導軌上麵，由X軸伺服（fú）電動機通過布置在X軸導軌座中央的X軸滾珠絲杠33 帶動其前（qián）後運動；Y軸後滑鞍10 和（hé）Y軸前滑鞍11通過導向鍵24和螺栓固定成一體（簡稱為（wéi）Y軸滑鞍），該滑鞍上（shàng）下方（fāng）向布置，並（bìng）安裝在Y軸橫梁的滾動導軌27、31上，由Y軸伺服電動機通過布置在Y軸後橫梁上的Y軸滾珠絲杠28帶動（dòng）其水平運（yùn）動；Z軸滑枕12上下方（fāng）向布置，並（bìng）通過3個Z軸滾（gǔn）動導軌26安裝在Y軸滑鞍上，由（yóu）Z軸伺服電動機通（tōng）過布置在（zài）Y軸後（hòu）滑鞍10上的Z軸滾珠絲杠（gàng）25帶動其（qí）上下運動；雙擺（bǎi）動複合車銑電主軸14固（gù）定在Z軸滑枕下端（duān），鏈式刀庫’2設置在後底（dǐ）座的內側麵。X、Y、Z軸為直線運動（dòng），B軸為擺動（dòng），A軸為旋轉運動。機（jī）床總體結構簡圖如圖1 所示。

      1.2 機床結構特點

      機床有以下6個特點（diǎn）：

      （1）采用高架（jià）橫梁移動式（shì）框架結構，除保證加工精度外，也易於實現X、Y、Z 三軸的高速移動。此外在! 軸的方向上也易（yì）於實現長距離的驅動。

      （2）設置雙擺動式銑削頭，銑頭安裝台上可（kě）安裝銑削電（diàn）主軸和車銑電主軸。車銑電主軸可以實（shí）現（xiàn）獨立的車削功能（néng）和獨立的銑削功能。需要車削時車銑電主軸後端部位（wèi）的（de）鼠齒盤鎖緊，完成車削的任務；需要銑削時車銑電主軸後（hòu）端部位的鼠齒盤鬆開（kāi），完成銑削的任務。需要高（gāo）速（sù）銑削時，將車銑電（diàn）主軸卸下，並安裝高速銑削電主軸，完成高速銑削的任務。

      （3）設（shè）置最大回轉（zhuǎn）直徑4M的立（lì）式回轉工作台，以（yǐ）完成（chéng）回轉類工件加工（gōng）的車削和銑削功能。

      （4）在X軸方向上采用雙軸驅動的（de）運動方式（shì），驅（qū）動精度為一個脈衝（chōng），確（què）保了左右（yòu）X軸同步高精度移動。

      （5）在Y軸方向上采用雙橫梁的結構形式，易於實現受力的平衡和受載荷的均勻。

      （6）在立柱後端設置一鏈式刀庫，可安裝不同規格的車刀和銑刀，以實現機床（chuáng）的自動換刀。

      2 機床主要技術參數

      最大加工工件直徑/MM:36000；

      X軸（zhóu）最大行程/MM:5600；

      Y 軸最大行程/MM:4300；

      Z軸最大行程/MM:1500；

      回轉工作台的轉速範圍（r/min）：0.4-40；

      鏈式刀庫的總容量：48把；

      雙擺動式銑削頭（垂直方向）B 軸：220°；

      雙擺動式銑削頭（水（shuǐ）平方向）A 軸：360°；

      銑削電（diàn）主軸（zhóu）的最高轉速（r/min）：18000。

      3. 控製係統及加工過程

      3.1  控製係統

      本機床CNC 控製係統（tǒng）采用法國NUM1050，伺服驅（qū）動為MDLU全數字式，具有精度高（gāo）、運行速度快等特點。

      3.2 加（jiā）工過程

      機床（chuáng）啟動，X、Y、Z、B 四個方向的運動部（bù）件移（yí）至機床（chuáng）零點，啟（qǐ）動預先編好的加工程序，機（jī）床各部件將按自動的指（zhǐ）令運動，對被加工工件進行加工。當加工空間曲麵時，X、Y、Z可以聯動完成對空間曲麵的（de）銑削加（jiā）工；當加工複雜的空間曲麵時，X、Y、Z、B和A五軸聯動，完成對複雜空間曲麵的（de）銑削加工；當高速車銑加工回（huí）轉體工件的（de）內表麵矩形網格時，圓柱立銑刀垂直於矩形網格，利用X、Y、Z和A四軸聯動來實現；當車削內孔（kǒng）、外圓和上平麵時，車刀安裝在（zài）雙擺動複合車銑電主軸上，電主軸由鼠牙盤鎖緊，車刀的空間位置由兩個（gè）力矩（jǔ）電動機相應的轉動來保證，被加工工件隨立式回轉工作台一起轉（zhuǎn）動。加工完畢（bì）後，各軸退（tuì）回到（dào）零（líng）點位置，刀具和回轉工（gōng）作台停止轉動（dòng），等待（dài）下（xià）一（yī）個工件的加工。

      6 結語

      本文提供（gòng）的這種結構簡單、高效精密的高（gāo）架式（shì）五軸車銑加工中心，解決了回轉體類零件的高速車（chē）銑（xǐ）加工問題，尤其（qí）解決了內表麵具有矩形網格（gé）結構的大型薄壁回轉體零件的高速車銑加工問題（tí），可實現一次裝（zhuāng）夾就能完成（chéng）其複雜型麵回轉體大部分工序（xù）的（de）一次整體高速精密加工。