麵對我國航空、航天、核電、風電、船舶等國家重點領域的重大工程項目對關鍵（jiàn）加工裝備的迫切需求，發展（zhǎn）大（dà）型、重型高檔數控機床成為必然，高架式五軸車銑加工中心就是為此而設計的。車銑複合加工技術是集高速切削和銑削技術的優點而發展起來的先進切削技術，而該（gāi）高（gāo）架式五軸車銑加工中心正是運用車銑加工這種新的加工方法（fǎ），在（zài）大型回轉體的高（gāo）速切削及弱剛度回轉體的精加工中有其獨特的優勢。在此車銑加工中心上可完成車削、銑削、鑽鏜（táng）等複雜工序加工，提高（gāo）設備利用率和加（jiā）工效率，解決了大型回轉體類零件尤其是內表麵具有矩形網格結構的（de）大型薄壁回轉體（tǐ）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（gé）結構的大型薄壁回（huí）轉體類零件的特點，選擇（zé）了新的工藝路線———高速車銑技術。具有高速銑削（xuē）一切優點的高速車（chē）銑比單純的車或銑能提高效率5-10倍。本機床采（cǎi）用高架式橫梁移動框架結構，用於實現X、Y、Z 三軸的高速移動，設置雙擺動（dòng）式銑削頭，既可以實現獨立的車削功（gōng）能，又可以實現獨立的銑削功能，並配備（bèi）有鏈式刀庫及回轉直徑（jìng）為4M的立式回（huí）轉工作台。

      具（jù）體（tǐ）結構構成如下：回轉工作台U 設置在工作台（tái）底座上，並（bìng）通過安裝在工（gōng）作（zuò）台底座側麵的直流調速電動機4和齒輪變速箱5驅動；設置有2個前（qián）後（hòu）方向布（bù）置的X軸導軌座1，它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（yǒu）X 軸滾動導軌29：Y軸後橫梁8 和Y軸前橫梁（liáng）9 通（tōng）過導向（xiàng）鍵和螺栓固定（dìng）成一體（簡稱為（wéi）Y軸橫（héng）梁），該橫梁水平方向布置，並安裝在（zài）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（guǐ）座中央的X軸滾珠絲杠33 帶動其前後運（yùn）動；Y軸後滑鞍（ān）10 和Y軸前滑鞍（ān）11通過導向鍵24和螺栓（shuān）固定成一體（簡稱為Y軸滑鞍），該滑鞍上下方向布置，並安裝（zhuāng）在Y軸橫梁的滾動導軌27、31上，由Y軸伺服電動機通過布置在Y軸後橫梁上的Y軸滾珠絲（sī）杠28帶動其水平運動；Z軸滑枕12上下方向布置，並通過3個Z軸滾（gǔn）動導（dǎo）軌26安裝在Y軸滑鞍上，由Z軸伺服電動機通過布置在Y軸後（hòu）滑鞍10上的Z軸滾珠絲杠25帶動（dòng）其上下運動；雙擺（bǎi）動（dòng）複合車銑（xǐ）電主軸14固定在（zài）Z軸（zhóu）滑枕下端，鏈式（shì）刀庫’2設（shè）置在後底座的（de）內側麵。X、Y、Z軸為直線運動，B軸為擺動，A軸為旋轉運動（dòng）。機床總體結構簡圖如圖1 所示。

      1.2 機床結構特點

      機床有以下6個特（tè）點：

      （1）采用高架橫梁移動式框架結構，除保證加工精度外，也易於實現X、Y、Z 三軸的高速移動（dòng）。此（cǐ）外在（zài）! 軸的方向上也易於實現長距離的驅動。

      （2）設置雙擺動式銑削頭，銑頭安裝台上可安裝銑削電主軸和車銑電主軸。車銑電（diàn）主軸可以實現獨立的車削功能和獨立的銑削功能。需要車削時車銑電主軸（zhóu）後端部位（wèi）的鼠齒盤鎖緊，完成車削的任務；需要銑削時車銑電主軸後（hòu）端部（bù）位的鼠齒盤鬆開，完成銑削的任務。需要高速銑削時，將車銑（xǐ）電主軸卸下，並安裝（zhuāng）高速銑削電主軸，完成高速銑削的任務。

      （3）設置最大回轉直徑4M的（de）立式回轉工作台，以完成回轉類工件加工（gōng）的車削和銑削功能。

      （4）在X軸方向上采用雙（shuāng）軸驅動的運動方式，驅動（dòng）精度為一個脈衝，確保了左右X軸同步高精度移動。

      （5）在Y軸方（fāng）向上采用雙橫梁的結構形式，易於實（shí）現受力的平衡（héng）和受載荷的均勻。

      （6）在立柱後端設（shè）置一鏈式刀庫，可安裝不同規格的車刀和（hé）銑刀，以實現機床的自動換刀。

      2 機床主要技術參數

      最（zuì）大加工工件直徑/MM:36000；

      X軸最大行程（chéng）/MM:5600；

      Y 軸最大行程/MM:4300；

      Z軸（zhóu）最大行程/MM:1500；

      回轉工作台的轉速範圍（r/min）：0.4-40；

      鏈式刀（dāo）庫的總容量：48把；

      雙擺（bǎi）動式（shì）銑削頭（垂直方向）B 軸：220°；

      雙擺動式（shì）銑削頭（水平方向（xiàng））A 軸：360°；

      銑削電主軸的最高（gāo）轉速（r/min）：18000。

      3. 控（kòng）製係統及加工過程

      3.1  控製係統

      本機床CNC 控製係（xì）統采用法國NUM1050，伺服驅動為（wéi）MDLU全數（shù）字式，具有精（jīng）度高、運行速（sù）度快等特點。

      3.2 加工（gōng）過程

      機床啟（qǐ）動，X、Y、Z、B 四個方向的運（yùn）動部件移至機床零點，啟動預先編好（hǎo）的加工（gōng）程序，機床（chuáng）各部件將（jiāng）按自（zì）動的指（zhǐ）令運動，對被加工工件進行加工（gōng）。當加工空間曲麵時，X、Y、Z可以聯（lián）動完成對空間曲麵的銑削加工（gōng）；當加工複（fù）雜的空間曲麵時，X、Y、Z、B和A五軸聯動，完成對複（fù）雜空間曲麵的銑削加工；當高速車銑加工回（huí）轉體工件的內表麵矩形網格時，圓（yuán）柱立（lì）銑刀垂直於矩形網格，利用X、Y、Z和A四軸聯動來（lái）實現；當車削內孔、外圓和上平麵時，車刀安裝在雙擺（bǎi）動複合車銑（xǐ）電主（zhǔ）軸上，電主軸由鼠牙盤鎖緊，車（chē）刀的空（kōng）間位置由兩個力矩電動機相應的轉動來保（bǎo）證，被加工工件隨立式回轉（zhuǎn）工作台一起（qǐ）轉動。加工完畢後，各軸退回到零點位置，刀具和回轉工作台停止轉動，等待下一個工件的加工。

      6 結語

      本文提供的這種結構簡單、高效精密的高架式五軸車銑加（jiā）工中心，解（jiě）決了回轉體類零件的高速車銑加工問題，尤其解決了內表麵（miàn）具有矩形網（wǎng）格結構的大型薄壁回轉體零件的高速車銑加工問（wèn）題，可實現一次裝夾就能完（wán）成其複雜型麵回轉體大部分（fèn）工序（xù）的一次整體高速（sù）精密加工。