李林陳梅

（德州德?。瘓F）機床有限責(zé)任公司，山東德州253003）

目前，復(fù)合加工是機械加工的重要發(fā)展方向之一，在多種復(fù)合加工領(lǐng)域中，車銑復(fù)合加工是我國市場需求量最大的和亟待提高的技術(shù)領(lǐng)域。隨著國內(nèi)機械加工行業(yè)迅猛發(fā)展，能夠加工精密、復(fù)雜細(xì)長軸和需背向復(fù)合加工的零件的設(shè)備需求愈加迫切。加工出這樣的零件加工工序多，需要多次裝卡，每次裝卡要求定位精準(zhǔn)，所需工裝精度高，機加輔助時間過多，加工難度大。針對此情況，德州德?。瘓F）機床有限責(zé)任公司開發(fā)了CH6145－2I雙主軸車銑中心，機床外觀見圖1。該機床為高柔性多任務(wù)數(shù)控機床，具有六軸四聯(lián)動功能，能夠完成任意角度的車削、銑削、鉆削、鏜削、滾齒、攻、鉸、擴等任務(wù)，加工空間任意幾何形面，第二主軸定位準(zhǔn)確，動態(tài)銜接工件，可實現(xiàn)工件背面加工;第一、第二主軸可同步運轉(zhuǎn)進行復(fù)雜長軸類工件加工，通過一次裝卡工件實現(xiàn)復(fù)雜的精密加工。該機床在單件和成批生產(chǎn)中均可獲得較高的關(guān)聯(lián)加工尺寸精度、大大縮短加工輔助時間，是航空、航天、汽車、電子、軍工等制造行業(yè)精密、復(fù)雜回轉(zhuǎn)零件加工的理想加工設(shè)備。

1 機床的總體結(jié)構(gòu)布局

機床采用45°后置斜床身;橫、縱向?qū)к壘鶠楦呔葷L動導(dǎo)軌副;機床的第一、第二主軸為具有C軸功能的高速電主軸，精度高，動力性能好;機床滑鞍具有Y軸功能。該機床具有六軸四聯(lián)動功能，通過采用的德國SIEMENS 840D數(shù)控系統(tǒng)控制X、Y（由U軸與X軸聯(lián)動虛擬而成）、Z、C1、C2、W軸相互插補從而實現(xiàn)了高度的柔性加工能力。機床布局見圖2。

機床造型設(shè)計具有時代感，美觀、實用、宜人性好。機床電器件穩(wěn)定可靠，數(shù)控系統(tǒng)為交流數(shù)字驅(qū)動、閉環(huán)控制，穩(wěn)定可靠，有較強的抗干擾能力，系統(tǒng)具有螺距誤差補償，恒線速切削，固定循環(huán)，直接圖紙尺寸編程，DNC通訊等先進的功能。整機響應(yīng)速度快、動態(tài)剛性好，保證了機床的良好品質(zhì)。

2 機床的主要機械結(jié)構(gòu)及特點

CH6145－2T雙主軸雙刀架車銑中心總體采用臥式車床布局形式，床身采用高剛性、高穩(wěn)定性的45°后置斜床身，整體精密樹脂砂包砂鑄造，具有較強的吸振性和抗振性，各導(dǎo)軌采用瑞士施耐博格重載荷滾柱式直線導(dǎo)軌，動態(tài)響應(yīng)快、耐磨、精度高、剛性好以及能夠延長機床使用壽命。

機床的第一、第二主軸為具有C軸功能的高速、大功率的交流伺服電主軸，能夠自動定位、分度、插補和高速旋轉(zhuǎn)，具有噪聲低、精度高和動力性能好等特點。由伺服電動機驅(qū)動的可編程副主軸的滑鞍系統(tǒng)為模塊化設(shè)計，可以延著W軸（平行于Z軸）方向進給，定位。第二主軸可以自動動態(tài)銜接第一主軸上已加工的工件，實現(xiàn)工件的背向加工。第一、第二主軸還可同步運轉(zhuǎn)進行復(fù)雜長軸類工件加工。第一、第二主軸的定位和插補有液壓夾緊制動缸和液壓阻尼缸輔助功能，保證了重銑削時主軸的平穩(wěn)。機床第一、第二主軸各配有一套8英寸液壓中空卡盤、回轉(zhuǎn)油缸和位置檢測，確保工件夾持方便、可靠。

前、后主軸箱采取對稱結(jié)構(gòu)，使熱變形均勻，避免主軸中心因此產(chǎn)生偏移。另外，為了減小機床的熱變形，增加了散熱、冷卻措施。如:箱體外采用擴大分布的散熱片結(jié)構(gòu)形式，使主軸高速運轉(zhuǎn)中所產(chǎn)生的熱量能充分而迅速地擴散到外部;前后電主軸都采用油冷機冷卻，精確控制主軸溫升低，確保主軸熱變形小，使主軸長期工作時也能保持各項精度的相對穩(wěn)定。

由意大利DUPLOMATIC公司生產(chǎn)的SM－BR25/30電動動力刀架配有4.8 kW，27 N·m，4 000 r/min的高速動力單元，可沿縱向（Z軸）、斜向（虛擬Y軸）、傾斜徑向（X軸）進行直線運動、定位、插補，進行車、銑、鏜、鉆、攻、鉸、擴的加工動作。Y軸為由45°傾斜的徑向X軸與水平的U軸聯(lián)動而成的虛擬軸，具有極好的剛性。該機床X、U（水平軸，只用于與X軸聯(lián)動虛擬出與X軸垂直的Y軸）、Z、W軸伺服電動機均為彈性聯(lián)軸器直聯(lián)式，可有效地減小傳遞誤差，提高機床的穩(wěn)定可靠性及響應(yīng)速度。

機床控制系統(tǒng)采用的德國SIEMENS 840D數(shù)控系統(tǒng)，具有雙通道控制功能，電柜采用溫控空氣循環(huán)型密封電柜，配備電器柜空調(diào)機并帶有冷凝水蒸發(fā)裝置。

機床的液壓傳動和氣動部分為功能板塊設(shè)計，具有結(jié)構(gòu)緊湊、便于調(diào)整的特點。機床配有自動間歇式集中潤滑系統(tǒng)及自動排屑裝置和斜床身不銹鋼導(dǎo)軌內(nèi)防護罩，防水、切屑性能好;全封閉整機防護罩，造型美觀，宜人性好。機床配有冷卻系統(tǒng)及照明裝置，切屑吹氣裝置。機內(nèi)對刀儀系統(tǒng)。

3 機床的主要技術(shù)參數(shù)

經(jīng)過廣泛深入的市場調(diào)研，細(xì)致地研究各用戶單位提出的設(shè)備使用要求，深入地分析了用戶典型工件的加工工藝，制定了CH6145－2T雙主軸車銑中心的各項主要技術(shù)參數(shù)，如下:床身上旋徑φ450 mm;最大加工直徑φ250 mm;最大加工長度500 mm;X/Y/Z/W軸行程300 mm/±50 mm/600 mm/550 mm;C1/C2軸行程360°;主軸轉(zhuǎn)速范圍0～5 000 r/min;主軸通徑φ75 mm;C軸最小分度角度0.001°;C最高轉(zhuǎn)速20 r/min;銑軸最高轉(zhuǎn)速4 000 r/min;加工尺寸精度IT6;加工工件圓度0.003 mm;粗糙度Ra0.8 μm;X/Y/Z/W軸定位精度軸0.008 mm;X/Y/Z/W軸重復(fù)定位精度0.004 mm;C軸定位精度12″;C軸重復(fù)定位精度10″;兩主軸同軸度0.005。

4 結(jié)語

筆者公司于2011初開發(fā)了高速、高效、高精度的多功能、多任務(wù)的CH6145－2T雙主軸車銑中心（斜床身）?，F(xiàn)在，該設(shè)備在沈陽黎明航空發(fā)動機集團已經(jīng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)了1年，真正實現(xiàn)了中國裝備，裝備中國。該機床的成功研制將取代進口機床，給社會帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

［1］《機床設(shè)計手冊》編寫組.機床設(shè)計手冊（2、3）卷［M］.北京:機械工業(yè)出版社，1986.

［2］《機械設(shè)計手冊》編寫組.機械設(shè)計手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2004.