超重型车铣复合数控机床实现系列化生产应用

邓明辉 于晶晶

【摘 要】本文主要介绍了析了国内外大型复合数控机床在研发技术上的优势，探讨了产品性能、加工功能和精度的现状与发展趋势。在深入总结国内大型复合数控机床研发现状的基础上，探究了在产品规格和可靠性方面的发展趋势。着重阐述了超重型车铣复合数控机床实现系列化生产应用。

【关键词】超重型车；铣复合数控机床；系列化生产

一、前言

随着我国航空、航天、船舶与海洋工程等大型装备制造业的发展，对大型复合数控机床的需求量不断增加。我国相关单位以可适应模块设计、超跨距功能部件精准制造和超大组合件高刚度装配等技术创新为主线，成功研制出了达到国际先进技术水平的超重型车铣复合数控机床，并实现了系列化生产应用。

二、超重型车铣复合数控机床

（一）国内外趋势

1.国外产品的大型化

大型船舶，航空，核电，海上风能等大型制造业的发展，推动了数控设备的大规模发展。与传统的车铣复合加工技术相比，“完整加工”是一种新型的加工工艺。由于数控机床性能的不断提高，工件在加工过程中的机动时间越来越少，因此机床辅助时间和工件之间的保持力是影响交付的重要因素。

2.国内产品的现状

中国的装备制造业起步较晚，基础薄弱。数控机床的开发水平与国际先进水平之间存在差距。复合加工机床仍处于起步阶段。与国外产品相比，国产复合机床从基本技术参数和产品精度到整机加工效率和可靠性存在明显差距。因此，国内复合加工机床市场面临以下现状：（1）高端数控机床市场几乎完全被高价国外产品所占据。（2）由于欧美发达国家的出口限制，大型高精度，尖端复合加工机械的航空航天，海洋和海洋工程设备迫切需要发展，其发展遇到很大瓶颈。

（二）超重型车铣复合数控机床关键技术

1.处理大型移动梁组件的连杆技术

在国内移动梁产品中，经常使用液压平衡移动梁，但由于水力波动的影响，移动梁不能参与加工连杆，导致理论上的Z轴加上W轴加工行程。实际上，只能在连杆中处理Z轴行程。在实现中，大行程的加工只能通过多次移动梁运动和多次加工来完成，这会影响加工效率和精度。针对该问题，通常采用大规模移动梁和重锤平衡技术。

2.大型移动门移动梁的精确同步控制技术

一般来说，大型机床的龙门柱两侧采用相同的传动和驱动系统，但运动部件一般由移动门，移动梁和切割头等部件组成，不能形成完全对称的结构，所以加热的力和不对称性会引起各种不稳定的干扰，往往很难完全确保可动移动梁架运动的同步协调，从而引起机械耦合，从而可能损坏可移动的移动梁架或驱动零件。

三、超重型车铣复合数控机床实现系列化生产应用

（一）机器的整体布局。床头板安装在床头板的底座上，底板放在底座上。底板和工具架，尾架下体和尾架安装在底板上。床头柜。床头板体具有箱形结构，箱体与底座连接，采用热对称结构，有效减少了主轴的热漂移，提高了加工精度。如下图1所示。

1.床头箱2.床头箱底座3.主电机底座4.基座平板5.床台6.刀架7.尾座8.C轴箱9.钻铣装置及数控系统

（二）C轴箱。C轴箱安装在主电机和主轴箱之间，C轴驱动链和主传动链是两个传动链。C轴由交流伺服电机驱动，交流伺服电机由齿轮冷却，然后连接到主轴箱的I轴。主驱动器和C轴驱动器通过拉动齿轮的液压缸切换。

（三）床头盒底座。用于主轴箱和工件的支撑，采用铸造结构作为主油箱液压油的油池。主电机底座。主电机底座的主电机安装在主电机的底座上，主电机的底部与床头板的底座拧紧，在主电机和主轴箱之间形成刚性连接。

（四）底板。底板是一个半封闭的盒子，由高强度，低应力铸铁铸造而成，表面上有一个精确加工的T型槽。T形槽纵向布置成平行于主轴箱主轴的中心线，以安装工具架床和尾座。在用于移动尾架的底座的平板部分中，设置有尾座保持定位槽。床架安装在床和底板之间，以满足工具尖端中心高度的结构要求。当刀架或床轴向或径向滑动时，在重新安装和调整后处理零件。

（五）床位。床安装在床的底座上，床的底座安装在底板上。刀架床的运动通过提升来实现。床台上的刀架系统可以实现不同直径工件的外圆和平面加工；床架通过定位块准确纵向平行地安装在底板上；床架通过床架与底板连接。工具托架。车刀架由大刀架，上刀架和刀片组成。上刀体设有主刀片和副刀片，主刀片位于床头板的侧面。刀片可在上刀上手动移动，并具有高刚性，可实现强力悬伸切割。

（六）尾座。尾座是分裂结构。套筒移动到机动，在移动到位后被碟形弹簧夹紧，液压松弛。用于工件的热变形补偿装置布置在套筒中，以确保在加工过程中工件的变形不会引起心轴的变化。套筒體设有套筒顶力测量装置，套筒移动和夹紧机构。

四、结束语

综上所述，车铣复合加工中心是新一代高效数控机床产品，其特点是：在一台机床上可实现多工序和多工种加工，具有减少工件装夹次数、提高加工精度、缩短零件加工时间的特点，其可以进一步巩固卧式铣镗床和加工中心在国内制造业的地位，提高生产效率。

【参考文献】

[1]王文斌.机械设计手册：第3卷[M].3版.北京：机械工业出版社，2016.

[2]陈心昭，权义鲁.现代实用机床设计手册：上册[M].北京：机械工业出版社，2016.

[3]聂晓根.第1讲数控机床概述[J].木工机床，2016（2）：38-44.