麵對我國航（háng）空（kōng）、航（háng）天（tiān）、核（hé）電、風（fēng）電、船舶等國家重點領（lǐng）域的重大工（gōng）程項目對關鍵加工（gōng）裝備的迫切需求，發展（zhǎn）大（dà）型、重型高檔數控機床成為必然，高架式五軸車銑加工中（zhōng）心（xīn）就是（shì）為此而設計的。車（chē）銑複合加工技術是（shì）集高速切削和銑削技術的優點（diǎn）而發展起來的先進切削技術，而該高架式五軸車銑加工中心（xīn）正是運用車銑加工這種新的加工方法，在（zài）大型回轉體的高速切（qiē）削及弱剛度（dù）回轉體的（de）精加工中有其獨特的優勢。在此車銑加工中心上可完成（chéng）車削（xuē）、銑削、鑽鏜等複雜工（gōng）序加（jiā）工，提高設備利用率和加工效率，解決了大型回轉體類零件尤其（qí）是內表麵（miàn）具有矩形網格結構的大型薄壁回轉體類零件的高速車銑（xǐ）加（jiā）工問題。

      1. 機床結構及特點

      1.1 機床結構

      基於現（xiàn）有大型薄壁回轉體類零件，尤其是內表麵具有（yǒu）矩形網格結構的大型薄壁回轉體類零件（jiàn）的特點，選（xuǎn）擇了新的工藝路線———高速車（chē）銑技術。具有高速銑削一切優點的高速車（chē）銑比單純的車或銑能提高效率5-10倍。本機床采用高架（jià）式橫梁移動框架結（jié）構，用於實現X、Y、Z 三軸的高速移動，設置雙擺動式銑削頭，既可以（yǐ）實現獨立的車削功能，又可以實現獨立（lì）的銑削（xuē）功能，並配備有鏈式刀庫及回轉（zhuǎn）直（zhí）徑（jìng）為4M的立式回轉工作台。

      具體結構構成如下：回轉工作台U 設置在工作台底座（zuò）上，並通過安裝在工作台底座側麵的直流調速電動機4和齒輪變速箱5驅動；設置有2個前後方向布置的X軸導軌座1，它們分（fèn）別通過導向鍵和螺栓與（yǔ）3個底座3 固定，其上各安裝（zhuāng）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（hé）螺栓固定成一（yī）體（簡稱為Y軸橫梁），該橫（héng）梁水平方（fāng）向布置，並安裝在2個X軸滾動導軌上麵，由X軸（zhóu）伺服電動機通過布置在X軸（zhóu）導（dǎo）軌座中央的X軸滾珠絲杠33 帶動其前後運動；Y軸後滑鞍10 和Y軸（zhóu）前滑鞍11通過導向（xiàng）鍵24和螺栓固定成一體（簡稱為Y軸滑鞍），該滑（huá）鞍上下（xià）方向布置，並（bìng）安裝在Y軸橫梁的（de）滾動導軌（guǐ）27、31上，由Y軸伺服電動（dòng）機通過（guò）布置在Y軸後橫梁上的Y軸滾珠絲杠28帶動其水平運（yùn）動（dòng）；Z軸滑（huá）枕12上下方向布置，並通過3個Z軸滾動導軌26安裝在Y軸滑鞍上，由Z軸伺服電動機通過布置在Y軸後滑鞍10上的Z軸滾珠（zhū）絲（sī）杠（gàng）25帶動其上下運動；雙擺動複合（hé）車銑電主軸14固定在Z軸滑枕下端，鏈式刀庫’2設置在後底座的內側麵。X、Y、Z軸為直線運動，B軸（zhóu）為擺動，A軸為旋轉運動。機床總體結構簡（jiǎn）圖如圖1 所示。

      1.2 機床結構特點

      機床有以下6個特點：

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

      （2）設置雙擺動式銑削頭，銑頭安裝台上可安裝銑削電（diàn）主軸和（hé）車銑電（diàn）主軸。車銑電主軸可以實現獨立的車（chē）削功能和獨立的銑削功能。需要車削時車銑電主軸後端部位的鼠齒盤鎖緊，完成車（chē）削的（de）任務；需要銑削時車銑電主軸後（hòu）端部位的鼠（shǔ）齒盤鬆開，完成（chéng）銑削的任務。需要高速銑削時，將車銑電主軸卸下，並安裝高速銑（xǐ）削電主軸，完成高速銑削的任務。

      （3）設置最大回轉直徑4M的立式回轉工作台，以完成回轉類工件加工的車削和銑削功能。

      （4）在X軸方向上采用（yòng）雙軸驅動的運動方式（shì），驅動精度為一個脈衝，確保了左右X軸同步（bù）高精度移動。

      （5）在（zài）Y軸方向上采用雙橫（héng）梁的（de）結構形式，易（yì）於實現受力的平衡和受載荷（hé）的（de）均勻。

      （6）在立柱後端設（shè）置一鏈式刀庫，可安裝不同規格的車刀和（hé）銑（xǐ）刀，以實現機床的自動換刀。

      2 機床主要（yào）技術參數

      最大加工（gōng）工件直徑（jìng）/MM:36000；

      X軸最大行程/MM:5600；

      Y 軸最大行程/MM:4300；

      Z軸最大行程/MM:1500；

      回（huí）轉工作台的轉速範圍（r/min）：0.4-40；

      鏈式刀庫的總（zǒng）容量：48把；

      雙擺動式銑削頭（垂直（zhí）方向）B 軸：220°；

      雙擺動式銑削頭（水（shuǐ）平方向）A 軸（zhóu）：360°；

      銑（xǐ）削電主軸的最高轉速（r/min）：18000。

      3. 控製係統及加工過程（chéng）

      3.1  控（kòng）製係統

      本機床CNC 控製（zhì）係統采用法國NUM1050，伺服驅動為MDLU全數字式，具有精度高、運行速度（dù）快等特（tè）點。

      3.2 加工過（guò）程

      機床啟動，X、Y、Z、B 四（sì）個方向的運（yùn）動部件移至機（jī）床零（líng）點，啟動預先編好的加（jiā）工程序，機床各部件將按自動的（de）指令運（yùn）動，對被加工工件進行加工。當加工空間曲麵（miàn）時，X、Y、Z可以（yǐ）聯動完（wán）成對（duì）空間曲麵的銑削（xuē）加工；當加工複雜的空間（jiān）曲麵時，X、Y、Z、B和A五軸聯動（dòng），完成對複雜空間曲麵的銑削加工；當高速車銑加工回轉體工件的內表麵矩形網格（gé）時（shí），圓（yuán）柱立銑刀垂直於矩形（xíng）網格，利用X、Y、Z和A四軸聯動來實（shí）現（xiàn）；當車削內（nèi）孔（kǒng）、外圓和上平麵時（shí），車（chē）刀安裝在雙擺動複（fù）合車銑電主軸上，電主軸（zhóu）由鼠牙盤鎖緊，車刀的空間位（wèi）置由兩個力矩電動機相應的轉動來保（bǎo）證，被加工工（gōng）件隨立式回轉工作台一（yī）起轉動。加（jiā）工完（wán）畢（bì）後，各軸退回到零點位置，刀具和回轉工（gōng）作台停止轉動，等待下一（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（jīng）密的高（gāo）架式五軸車銑加工中（zhōng）心，解決了回轉體類零件的高速車（chē）銑加工問題，尤其解決了內（nèi）表麵具（jù）有矩形網格結構的大型薄壁回轉體零（líng）件（jiàn）的（de）高速車銑（xǐ）加工問題，可實現一次裝夾就能（néng）完成其複雜型麵回轉體大部分工（gōng）序的一次整體高速精密加工。