文档介绍：用于曲轴加工的重型五轴车铣复合机床研究
 
 
温华栋
摘要：近些年来，一些大型零部件在生产加工当中经常存在着加工难的问题，而且一些零件很难实现有效车铣复合加工融合，而本文则针对曲轴加工的相关库管理、水冷装置、恒温冷却装置、排屑装置、电气保护装置和防护装置，所使用的系统是西门子840D系统。
设备的控制轴为（X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2、 B1、 B2、Cf1、Cf2）轴，可以实现五轴任意方向联动，两侧有双主轴，主要是实现双主轴CF f轴同步功能，并配有中心架和第二主轴，可以沿着Z轴方向进行自主控制的移动[4]。车铣复合其加工功能，主要是实现重载***镗削和深孔加工，并配有高压内冷却、检测机构，检测方面可以实现在线的***检测管理。
与国外同规格机床技术参数对比
对比奥地利WFL的M120机床，本系列HTM125机床相对于功率扭矩承载能力等方面，存在着十分突出的优点。而且此机床的生产突破了国外对于曲轴相关加工的技术封锁，实现了有效的技术突破。车铣复合加工中心其有刀架大直径刀
盘的配置，可以在一台机床上连续实现粗、精加工的有效完成，进一步收获了高效率、高精度的加工情况。左侧刀架可以与车床C轴实现五轴联合插补移动。而具体的与国外同规格机床参数对比，详见表1所示。
3  设备的技术创新
各轴导轨、丝杠、齿条布置结构
在导轨、丝杠、齿条布置结构的技术创新方面，导轨实现了与水平面从低角度的结构，具体倾斜角度为30度。床身平面采用磨削加工，进一步保证不会出现屑死角。床身后里面装配斜齿齿条，主要作用是用于帮助立柱实现纵向的移动，齿条下部装配有光栅尺，光栅尺生产厂家为德国海德汉，进一步实现立柱在纵向移动，形成了闭环的控制。床身全长支撑在多个可调垫铁上，保证其拥有更加理想的高刚性，更加适合曲轴的重载加工。立柱所采用的结构是侧挂式，上面配有辅助导轨。Z轴使用的驱动机构为主从驱动机构，可以通过减速器对于齿轮轴进行直接的传动。帮助其在齿条上形成良好的运动。立柱左右两侧配有双驱动机构，双驱动机构主要作用。可以保证进给机构在X轴上良好的位移 移动。立柱左刀架装配有双光栅尺，生产厂家也为德国海德汉。光栅尺的作用主要是对X1轴方向移动位移进行检测，对于运动实现有效的差补，具体导轨、丝杠、齿条布置结构，详见图4所示。
左右主轴箱
主轴箱润滑采用恒温油润滑，主轴前支撑外部配有油冷却循环装置，可靠的控制了主轴的温升。机床主轴轴承选用进口的高精度轴承，两支承结构，不仅使其具有足够的刚度，加工、装配工艺性也好。主轴前端装有液压刹车装置，将
主轴与箱体之间实现近于刚性连接，提供必要的铣削制动扭矩。左右主轴箱如图5所示。
C轴进给采用1FT6交流伺服电机驱动，经无间隙减速箱降速后，在油缸的摆动下，带动安装在减速箱上的小齿轮与此大直齿轮啮合，使主轴获得合理的铣削扭矩。主轴后端安装有海德汉角度编码器，实现与其它轴的联动。右主轴箱可沿床身上的齿条移动，液压锁紧，配有液压驱动的可伸缩顶尖。左主轴箱有Z向固定和可移动两种。
左侧进给机构
左侧进给机构配备旋转***和车削***的安装位置，其中旋转***可以进行铣削、钻削和攻丝;车削***可以进行外圆和内孔等部位的车削加工，可选配通过转位油缸实现***180°转位，无需换刀即可对工件的另一侧面进行加工的模块;B轴可在-90～+90°范围内旋转，°位置齿盘锁紧和任意位置液压锁紧机构。同时在该进给机构上可以选配加长刀杆，用于特殊部位加工。
左侧进给机构采用内置式技术，西门子电主轴配双速减速机，向***主轴提供了2400Nm的动力、3150rpm转速。用于安装电主轴和减速机的箱体孔为多阶梯深孔形式，机加难度大，采用灌胶工艺有效的解决了这一难题。
右侧进给机构
右侧进给机构为滑枕结构，78kW的主轴电机经齿型带及自制双速减速箱的减速后，可提供12000Nm的输出扭矩。滑枕在Y2轴方向的运动通过安装在右侧滑板上的伺服电机、减速机带动滚珠丝杠实现的;定点铣削时，采用多个油缸锁紧Y2轴，避免丝杠受力，保证机床的精度;***可沿Y2轴进行旋转，两个工作位
置可保证一次装卡下对曲轴两端的连杆颈的加工时，不与两端的卡盘发生干涉。右侧进给机构详见图6所示。
刀库结构介绍
本机床配有换刀机械手、刀库。刀库位于立柱左侧面，由立柱带动，落于床身导轨上。为左侧进给机构提供***。另可选配第二刀库，该刀库位于左主轴箱上方，五个刀位，自制V型定位块，弹簧片锁紧，配有巴鲁夫检测开关。该刀库的配置，對大型设备尤为重要，可有效的实现自动换刀，避免手动换刀安全性能低，效率低。***长度超过500mm的，安装在第二刀库内（如深孔钻）。
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