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浙江宝宇数控机床有限公司 技术文章分析概述车铣复合机床基础部件的模块化与结构优化

分析概述车铣复合机床基础部件的模块化与结构优化

发布日期:2017-04-10
     通过对车铣复合机床的基础部件进行深入研究,本项目提出开发底座、工作台、横梁、滑鞍、主轴箱、立柱六大基础件模块,对六大模块进行创新性设计,使其具有统一的嵌入式精密接口并能相互联接,实现车铣复合机床的系列化、多样性开发,各模块的结构优化设计要点如下:
    1、底座采用箱型结构及坚实的壁厚与筋板结合一体成型之排屑槽强化大型门宽机床底座之刚性及动态精度,底座与立柱联接具有统一的嵌入式精密接口。
    2、工作台采用封闭型双层甲板结构设计,底部搭配zui佳间距之高刚性滚柱滑块 及RG导轨,使滑块在工作台的长度覆盖率达25%,具有高刚性、高稳定性、高顺畅性及低摩擦系数之优点,能承载超高荷重之工作物,工作台与床身联接具有统一的嵌入式精密接口。
    3、横梁采用箱式及阶梯式的结构设计,保证其具有的抗弯曲惯性矩,确保车铣复合机床在Y轴及Z轴静态刚性及zui佳动态精度表现。相较于传统的中空结构横梁,强度重量比约提升25%以上,横梁与立柱联接具有统一的嵌入式精密接口。
    4、滑鞍采用独特的阶梯式支撑设计,下导轨三个滑块,上导轨三个滑块采用RG系列滚柱滑块,使滑块在导轨长度上的覆盖率达0~70%,确保高稳定性;滑鞍与横梁、滑鞍与立柱、滑鞍与主轴箱联接具有统一的嵌入式精密接口。
    5、立柱采用箱型结构设计取代常规的中空立柱,立柱与横梁、底座的结合面的垂直度、平面度,均以人工铲化校正,增加整体结构的刚性;立柱与底座、立柱与横梁联接具有统一的精密接口,立柱与卧式配置的滑鞍具有统一的嵌入式精密接口。
    6、主轴箱采用zui佳截面系数的矩形设计1:1:1.5,可确保Z轴在大行程运动时的加工刚性;主轴箱内部以中间隔层搭配圆弧肋骨强化结构,可以在快速进给及重切削情况下有zui佳的动刚性及稳定性;主轴箱与滑鞍联接具有统一的嵌入式精密接口。
    车铣复合机床的总体技术方案,建立在跨行业、跨学科综合性研究的基础上。以活性模块化为创新点,对现有的龙门加工中心、龙门磨、龙门组合机床进行结构性研究、功能性研究、模块化研究;创新开发龙门复合机床的基础活性模块、功能活性模块与附加功能的活性模块。研究龙门复合机床的柔性配置技术,根据用户的工艺需求,选择适用的活性模块优选复合,开发形成立式与立卧数控复合机床,五轴联动复合机床,五面体加工复合机床,活性模块的优选置换,形成功能可选择的数控复合机床。
    总体技术方案充分考虑车铣复合机床的异同,对于类似模块均设计为通用模块,而对特色功能模块在设计时就充分考虑互换性,从而实现更换若干功能模块即可实现基本型、立式、立卧式三种复合机床的快速研发与生产。用户可以根据实际生产需要选择必要的功能、删除多余功能,获得个性化需求的高精数控复合机床,降低采购成本与使用成本。
    主要研究内容包括:车铣复合机床基础部件的模块化与结构优化;主轴箱的模块化与结构优化,复合机床的柔性配置技术;复合机床功能系统的优化;复合机床的热误差控制技术;复合机床的动态特性及优化技术;复合机床整机可靠性与精度保持性技术。

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