麵對我國（guó）航（háng）空（kōng）、航（háng）天、核電（diàn）、風（fēng）電、船舶等國家重點領域的重大（dà）工程項目對關鍵加工裝備的迫切需求，發展大型、重（chóng）型高檔數控機床成為必然，高架式五軸車銑加（jiā）工（gōng）中心（xīn）就是（shì）為此而設計的。車銑複合加工技術（shù）是集高速切削和銑削技術的優點而發展起（qǐ）來的先進切削技術，而（ér）該高架式五軸車銑加工中（zhōng）心正是運用車銑加工這種新的加工方法，在大型回（huí）轉（zhuǎn）體的高（gāo）速切削（xuē）及弱剛度回轉（zhuǎn）體的精加工中有其獨特的優勢。在此車銑加工中心（xīn）上可完（wán）成車削、銑削、鑽鏜等複雜工序加工，提（tí）高設備利（lì）用率和加工效率，解決了大型（xíng）回轉體類零（líng）件尤其是內表麵具有矩形網格結構的大型薄壁回轉體類零件的（de）高速車銑加工問題。

      1. 機床結構及特點

      1.1 機床結構

      基於現有大型薄壁回轉體類零件，尤其是內表麵具有矩形網格結（jié）構的大型薄壁（bì）回轉體（tǐ）類零件的特點，選擇了新的工藝路線———高（gāo）速車銑技術。具有高速銑削一切優（yōu）點的高速車銑比單純的車或銑能提高（gāo）效率5-10倍。本（běn）機床采用高架式橫梁移動框架結構，用（yòng）於實現X、Y、Z 三（sān）軸的高（gāo）速移動，設置雙擺（bǎi）動（dòng）式銑削頭，既可以實（shí）現獨立的車削功能，又可以實現獨立的（de）銑削功能，並配備有鏈式刀庫及回轉直徑為4M的立（lì）式回轉工作台。

      具體結構構成如下：回轉工作台U 設置在工作台底座上，並通過安裝在工作台底座側麵的直流調速（sù）電動機4和齒輪變速箱5驅動（dòng）；設置有2個前後方向（xiàng）布置的X軸導軌座1，它（tā）們分別通過導向鍵和螺栓與3個底座3 固定，其上各安裝有X 軸滾動導軌29：Y軸後（hòu）橫梁8 和Y軸前橫（héng）梁9 通過導向鍵和螺栓固定成一體（簡稱為（wéi）Y軸橫梁），該橫梁水平方向布（bù）置，並安裝在2個X軸滾動導軌上麵，由X軸伺服電動機通過布置在X軸導軌座中央的X軸滾珠絲杠33 帶動其前後運動；Y軸後滑鞍（ān）10 和Y軸前滑鞍11通過導向鍵（jiàn）24和（hé）螺栓固定成一體（簡（jiǎn）稱為Y軸滑鞍），該滑鞍上下方向布置，並安裝（zhuāng）在Y軸橫梁的（de）滾動導軌27、31上，由（yóu）Y軸伺服電動機通過布置在Y軸後橫梁上的Y軸滾（gǔn）珠絲杠28帶動其水平（píng）運動；Z軸滑枕12上下方向布（bù）置，並通過（guò）3個Z軸滾動導軌（guǐ）26安裝在Y軸（zhóu）滑鞍上（shàng），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）絲杠25帶動其上下運動；雙擺動複合車銑電主軸14固定在Z軸滑枕下端，鏈式（shì）刀庫’2設置在後底（dǐ）座的內側麵。X、Y、Z軸（zhóu）為直線運動，B軸為擺動，A軸為旋轉運動。機床總（zǒng）體結構簡圖如圖（tú）1 所（suǒ）示。

      1.2 機床結構特點

      機床有以下6個特（tè）點：

      （1）采用高架（jià）橫梁（liáng）移動（dòng）式（shì）框架結構，除保證加工精度外，也易於實現X、Y、Z 三（sān）軸的高速移動。此（cǐ）外在! 軸的方向上也易於實現長距離的驅動。

      （2）設置（zhì）雙（shuāng）擺動式銑削（xuē）頭，銑（xǐ）頭安裝台上可安（ān）裝銑削（xuē）電主軸和車銑電主軸。車銑電主軸可以實現獨立的車削功能和獨立的銑削功能。需要車削時車銑（xǐ）電主（zhǔ）軸後端部（bù）位的鼠齒（chǐ）盤鎖緊，完成車削的任務；需要銑削時（shí）車銑電主軸後端（duān）部位的鼠齒盤鬆開，完成銑削的任（rèn）務（wù）。需要高速（sù）銑（xǐ）削時（shí），將車銑電主軸卸下，並安裝高速（sù）銑削電主軸，完（wán）成高速銑削的任務。

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

      （4）在X軸方向（xiàng）上采用雙軸驅動的（de）運動方式，驅動精度為（wéi）一個脈衝，確保了左右（yòu）X軸（zhóu）同步高精度移動。

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

      （6）在立柱後端設置一鏈式刀庫，可安裝不同規（guī）格的車刀和銑（xǐ）刀，以實現機床的自動換（huàn）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（dà）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（zhí）方向）B 軸：220°；

      雙擺動式銑削頭（水平方向）A 軸：360°；

      銑削電主軸的最高轉速（r/min）：18000。

      3. 控製係統及（jí）加工過程（chéng）

      3.1  控製係（xì）統

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

      3.2 加工過（guò）程

      機床（chuáng）啟動，X、Y、Z、B 四個方向（xiàng）的運動部件移至機床零（líng）點，啟動預先編好的加工程序，機床各部件（jiàn）將按自動的指令運動，對被加工工件進行加工（gōng）。當加工空間曲（qǔ）麵時，X、Y、Z可以聯（lián）動完成（chéng）對空間曲麵的銑削加工；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（qǔ）麵的銑（xǐ）削加工；當高速車（chē）銑加工（gōng）回轉（zhuǎn）體（tǐ）工件的（de）內表麵矩（jǔ）形網（wǎng）格時，圓（yuán）柱立銑（xǐ）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、外（wài）圓和上平麵時（shí），車刀安裝在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（jiān）位置由兩個力矩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（qǐ）轉動。加工完畢後，各軸退回到零點位（wèi）置，刀具和回轉工（gōng）作台停止轉動（dòng），等待下一個工件的加工。

      6 結語

      本文（wén）提供的這種結構簡單、高效精密的高架式（shì）五軸車銑加工中心（xīn），解決了回轉體類零（líng）件的高速車銑加工問題，尤其（qí）解決了（le）內表麵具有矩形網格結構的大型薄壁（bì）回轉體零件的高速車銑加工問題，可實現一次（cì）裝夾就（jiù）能完成其複雜型麵回（huí）轉體（tǐ）大部分工序（xù）的一次整體高（gāo）速精密（mì）加工。