高架式五轴车铣加工中心的设计

　　面对我国航空、航天、核电、风电、船舶等国家重点领域的重大工程项目对关键加工装备的迫切需求，发展大型、重型高档数控机床成为必然，高架式五轴车铣加工中心就是为此而设计的。车铣复合加工技术是集高速切削和铣削技术的优点而发展起来的先进切削技术，而该高架式五轴车铣加工中心正是运用车铣加工这种新的加工方法，在大型回转体的高速切削及弱刚度回转体的精加工中有其独特的优势。在此车铣加工中心上可完成车削、铣削、钻镗等复杂工序加工，提高设备利用率和加工效率，解决了大型回转体类零件尤其是内表面具有矩形网格结构的大型薄壁回转体类零件的高速车铣加工问题。

　　1. 机床结构及特点

　　1.1 机床结构

　　基于现有大型薄壁回转体类零件，尤其是内表面具有矩形网格结构的大型薄壁回转体类零件的特点，选择了新的工艺路线———高速车铣技术。具有高速铣削一切优点的高速车铣比单纯的车或铣能提高效率5-10倍。本机床采用高架式横梁移动框架结构，用于实现X、Y、Z 三轴的高速移动，设置双摆动式铣削头，既可以实现独立的车削功能，又可以实现独立的铣削功能，并配备有链式刀库及回转直径为4M的立式回转工作台。

　　具体结构构成如下：回转工作台U 设置在工作台底座上，并通过安装在工作台底座侧面的直流调速电动机4和齿轮变速箱5驱动；设置有2个前后方向布置的X轴导轨座1，它们分别通过导向键和螺栓与3个底座3 固定，其上各安装有X 轴滚动导轨29：Y轴后横梁8 和Y轴前横梁9 通过导向键和螺栓固定成一体（简称为Y轴横梁），该横梁水平方向布置，并安装在2个X轴滚动导轨上面，由X轴伺服电动机通过布置在X轴导轨座中央的X轴滚珠丝杠33 带动其前后运动；Y轴后滑鞍10 和Y轴前滑鞍11通过导向键24和螺栓固定成一体（简称为Y轴滑鞍），该滑鞍上下方向布置，并安装在Y轴横梁的滚动导轨27、31上，由Y轴伺服电动机通过布置在Y轴后横梁上的Y轴滚珠丝杠28带动其水平运动；Z轴滑枕12上下方向布置，并通过3个Z轴滚动导轨26安装在Y轴滑鞍上，由Z轴伺服电动机通过布置在Y轴后滑鞍10上的Z轴滚珠丝杠25带动其上下运动；双摆动复合车铣电主轴14固定在Z轴滑枕下端，链式刀库’2设置在后底座的内侧面。X、Y、Z轴为直线运动，B轴为摆动，A轴为旋转运动。机床总体结构简图如图1 所示。