卧式铣镗加工中心数控技术分析与发展前景

　　2. 立柱移动式结构

　　立柱移动式机床特点是整体床身大多呈T字型布局，它包括这么几种结构形式:

　　1）床身呈T字布局刨台式结构，立柱在纵床身上沿Z向运动，工作台在横床身上沿X向运动。主轴箱在立柱上有正挂箱、侧挂箱两种形式，沿Y向运动。这类机床适用于中、大型零件，特别是长度较大零件的镗、铣等多工序加工。

　　2）床身呈倒T字形布局结构，立柱在横床身上作X向运动，工作台在纵床身上作Z向运动。主轴箱在立柱上有正挂箱、侧挂箱两种形式，沿Y向运动。这类机床适用于中、大型零件的镗、铣等多工序加工。

　　3）床身呈倒十字形布局结构，立柱沿X、Z向十字运动，主轴箱在立柱上作Y向运动，工作台固定在前床身上。这种机床可适用于中、小型复杂零件的镗、铣等多工序加工。

　　目前，国内外卧式加工中心机床布局大多采用T字形结构，这种结构的机床技术比较成熟。从上述结构布局分析可以看出，一般中、小型机床采用倒T字型结构。这种结构机床可配备多个工作台实现快速交换。运动部件也可高速移动，并能高速切削加工，提高工作效率。而T字形刨台式结构适用于大、重型机床，可配备双工作台交换加工，机床工作的同时可以在待加工区进行工件的装夹，提高机床加工效率。这种结构布局可作为柔性单元，搭配自动线构成柔性制造系统。

　　3. 主轴箱正挂箱结构分析

　　主轴箱为正挂箱即是主轴箱体在龙门框架式热对称立柱中央沿立柱导轨上下移动。由于是正挂箱结构，主轴处于箱体的对称中心部位，机床运转所产生箱体温升变形对主轴轴线位移影响较小。因此，主轴箱为正挂箱的机床更容易保证零件加工精度。而主轴箱体装在龙门框架立柱内部，其装配工艺复杂，必须有特殊工艺、工装才保证主轴箱与龙门式立柱的装配。这种结构的机床提高了工艺制造成本。

　　4. 主轴箱侧挂箱结构分析

　　侧挂箱则是主轴箱侧挂于立柱外侧沿立柱导轨上下移动。立柱一般都是采用封闭式矩形箱型结构，其抗弯、抗扭、抗变形能力较强。由于主轴箱挂于立柱侧面，机床运转所产生箱体温升或受其他热覆射使箱体变形而使主轴轴线产生偏移，影响工件的加工精度。这种结构机床可承受较大的切削力，且装配较正挂箱相对容易简单。

　　加工中心是一种高精度机械加工设备，以提高零件加工精度为前题。因此，国内外企业的卧式加工中心大多数采用正挂箱结构。

　　5. 主轴部件分析

　　1) 固定式主轴结构:

　　● 机械主轴:当今一般都采用结构紧凑集成主轴组结构，通过独立伺服电机驱动，经齿轮有级传动带动主轴旋转。由于采用齿轮降速传动，主轴变速范围大，可实现大扭矩、重切削加工要求。另外还有采用齿型带同步传动结构，可实现主轴无级调速。无论采用哪种传动的主轴结构，主轴轴径头部位置与箱体间存在有间隙。一般在箱体或主轴法兰蓝盘设计成迷宫式结构，并以气幕加以保护，避免切削液和粉尘等渗入，以保证主轴的精度和使用寿命。

　　● 电主轴:这种主轴通常采用内藏式电机主轴单元结构，以零传动的方式实现主轴高速旋转。主轴内部装有编码器，通过伺服装置对主轴运转进行控制，可完成主轴准停、急停等功能。由于是电机直接驱动无传动链，可使主轴达几万转或更高转速，并可减少机床的噪声、发热、振动和功率损失。一般适用于切削力小、薄壁、复杂曲面、精密零件的加工。