卧式铣镗加工中心技术分析与发展前景

2019-05-22李鑫

中国金属通报 2019年2期

李鑫

（齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔 161000）

卧式铣镗加工中心技术在我国的应用已有几十年历史，在该技术加持下生产制造的产品应用范围更广，为提高产品精度、质量及性能，卧式铣镗加工中心技术需在累积以往应用经验基础上，立足市场经济飞速发展大背景，借鉴国内外成功技术研究经验，整合当前技术研发资源，使该技术更具应用价值，秉持与时俱进精神不断发展，赋予该技术灵活性、发展性、时效性，达到提高该技术应用价值的目的。然而，当前与卧式铣镗加工中心技术相关研究成果较少，加之企业数控机床类型、产品制造需求等客观条件不尽相同，未能形成富有导向性的技术发展体系，这也为本次研究创造条件，基于此为推动卧式铣镗加工中心技术良性发展，分析该技术发展前景显得尤为重要。

1 分析卧式铣镗加工中心技术

当前卧式铣镗加工中心技术分为五轴加工、落地式加工等形式，本次分析仅围绕卧式加工形式，确保分析富有针对性、科学性。台式卧式加工中心技术按照立柱可分为立柱移动式结构、固定式结构，依据主轴箱可将其分为侧挂箱、正挂箱，依据主轴形式可划分为移动式、固定式、主轴加工旋盘式，滑枕移动式、镗杆移动式是较为常见的移动式主轴。

（1）立柱固定式。将立柱固定于机床上进行布局，工作台顺延Z、X向呈十字运动状态，Y向为主轴箱运动方向，其中侧挂箱、正挂箱是较为常见的主轴箱。

（2）立柱移动式。通常情况下立柱移动式机床床身较大，多为T型结构进行布局，具体可从以下几个方面进行分析：一是床身T形。该类型机床又称为刨台式结构，立柱沿Z向在纵床身上移动，操作台沿X向在横床身上移动，常见有侧挂箱、正挂箱两种形式，并沿着Y方向移动；二是床身为倒T形。立柱沿X向在横床身上移动，工作台沿Z向在纵床身上移动，侧挂箱、正挂箱是较为常见的主轴箱形式，且沿着Y向移动；三是床身为十字形。立柱沿Z、X向呈水平方向移动，立柱上的主轴箱呈Y向运动，同时工作台呈固定状态。

图1 数显卧式铣镗床TX6111C/2落地铣

当前我国外卧式加工中心技术多以T字结构机床为主，此类机床加持下的卧室铣镗加工中心技术较为成熟，基于该操作体系可以同时驱动多个操作台，这些操作台通过编程设计可以快速交换，满足设备综合运转需求，提高产品加工制造效率，使各个运动部件得以高效运转，提高机床切削加工速率，节约产品制造时间。

T字刨台式结构较多应用在重型、大型机床上，通常配置双工作台，可以在加工同时装夹待加工区工件，提高机床运行效率，该结构还可应用柔性单元，配以自动线形成柔性加工制造系统，提高机床加工综合效率。

（3）主轴箱正挂箱。主轴箱体可以在门式框架立柱上下移动的结构为主轴箱正挂箱卧式铣镗加工中心技术，基于正挂箱结构中心为主轴，主轴两侧对称，在机床运行过程中会产生高温，温度会引起结构形变，影响主轴稳定性，使其发生位移，为此主轴箱正挂箱能保证机床稳定，提高机床加工制造精度[1]。

（4）主轴箱侧挂箱。侧挂箱位于立柱外侧，可以在导轨上呈上下运动状态，通常情况下运用封闭式矩形箱结构，基于该结构具有抗变、抗扭、抗弯等特性，为此该结构可保证机床加工制造过程稳定。基于主轴箱固定在立柱侧面，在机床运转状态结构会升温，产生热辐射引起立柱形变，主轴随即发生位移，降低机床加工制造精度，此结构能承受来自机床的极大切削力，为此属于精度极高的加工设备。

（5）主轴部分。针对固定式主轴结构，可以从以下几个方面进行分析：一是机械主轴。通常利用结构紧凑集成主轴结构，伺服电机呈独立驱动状态，齿轮有级传动驱动主轴进行旋转，主轴宣传范围大，满足机床大扭矩、重切削生产制造需求，并用气幕保护结构，延长主轴使用寿命，提高加工制造精度；二是电主轴。内藏式电机主轴单元结构较为常见，主轴内有编码器，在伺服装置驱动下运转，运转速率快、噪声小、精度高，可应用在结构复杂曲面及薄壁元件加工过程中[2]。

2 分析卧式铣镗加工中心技术发展前景

（1）高精度。当前我国卧式铣镗加工中心技术应用较为广泛且深入，机床结构各异，可以满足机械市场对元件多样性的应用需求，在未来怎样持续提高卧式铣镗加工中心技术精度，提高元件生产加工质量，成为该技术领域需要思考与解决的重要问题之一，为推动该技术发展，还会契合市场需求，拔高技术推行标准，指导该技术革新优化。

（2）高速度。当前机械主轴运转最高速度可达8000r/min，机械主轴在各直线坐标上的运转速度高达60m/min，在数字化技术加持下，有些机床可以根据加工需求调整运转参数，采用个性化配置，满足产品加工制造需求，提高元件质量。

（3）重大型化。当前数控机床加工产业正朝着精细化、信息化方向发展，并在军工、航天、航空、能源等领域予以应用，这对卧式铣镗加工中心技术的发展来讲是机遇亦是挑战，需通过技术优化，解决重大型工业领域对元件结构、精度、种类的需求问题，例如宁波某公司生产的型号为HTM—160HA设备，工作台规格为1600mm×1600mm，具有极强承重能力，可以承载约20t的元件，并进行高速度、强力切削加工，为我国大型高精尖设备的研发、推广、应用夯实技术基石[3]。