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復(fù)雜箱體精密復(fù)合鏜銑加工中心總體布局的設(shè)計(jì)方案

2.5.1復(fù)合化加工中心總體布局結(jié)構(gòu)

根據(jù)前面對(duì)適合箱體類零件加工的臥、立式加工中心幾種布局形式，以及對(duì) 箱體類零件的加工工藝的分析，綜合運(yùn)動(dòng)部件的輕質(zhì)量、高剛度要求，確定了將 龍門(mén)式鏜銑加工中心和臥式鏜銑加工中心相結(jié)合，采用電主軸和機(jī)械主軸的雙主軸單龍門(mén)立臥布局的復(fù)合化結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)的零件加工過(guò)程中，為了盡可能的降低 由于機(jī)床換刀、上下料、重新?lián)Q位裝夾等輔助動(dòng)作所浪費(fèi)的時(shí)間，把不同的工序 安排在同一個(gè)機(jī)床上來(lái)完成是機(jī)床發(fā)展的需要，因此復(fù)合化的機(jī)床已經(jīng)成為近年 來(lái)機(jī)床技術(shù)發(fā)展的方向。精密復(fù)合化加工中心的產(chǎn)生，使得工件的小批量、變批 量、多品種制造生產(chǎn)變得相對(duì)容易和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，不用為零件的制造特征而需要專 用機(jī)床。復(fù)合化機(jī)床的通用性是*的，復(fù)合化機(jī)床在加工過(guò)程中減少了工件裝 夾次數(shù)，降低了由于重復(fù)定位所帶來(lái)的誤差，縮減了工件的生產(chǎn)周期。
為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜箱體類零件一次安裝狀態(tài)下的工序集中法加工以提高精度和效 率，在深入分析典型箱體類零件加工特征的基礎(chǔ)上，先后提出了多種機(jī)床布局思 路，終選出了將單龍門(mén)式銑削加工中心與臥式鏜銑加工中心相結(jié)合，采用電主 軸與機(jī)械主軸相結(jié)合的雙主軸、單龍門(mén)立臥式布局的思路，根據(jù)這一思路，提出 了圖2.7的結(jié)構(gòu)方案，這樣可以實(shí)現(xiàn)箱體零件的“一次裝夾，五面加工”。
1.床身2.銑削立柱3.銑削橫梁4.銑削主軸箱5.鏜削主軸箱6.鏜削立柱7.工作臺(tái) 圖2.7初始總體結(jié)構(gòu)布局圖 Fig. 2.7 General structure of initial layout
2.5.2復(fù)合化結(jié)構(gòu)中的橫梁與立柱解耦
由圖2.7可知，銑削橫梁與鏜削立柱是固定在一起的，在進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度分 析時(shí)發(fā)現(xiàn)銑頭橫梁與鏜銑頭立柱耦合，在裝配時(shí)很難保證精度，且加工過(guò)程中二 者產(chǎn)生變形互相影響。為此，采用了基于公理設(shè)計(jì)的思想，將銑頭橫梁與鏜銑頭立柱在結(jié)構(gòu)上解耦，將臥式鏜頭立柱與龍門(mén)立柱分開(kāi)設(shè)置，通過(guò)有限元方法對(duì)這 種結(jié)構(gòu)布局方案進(jìn)行分析和仿真，后確定了如圖2.8的結(jié)構(gòu)方案作為終方案。
1.床身2.工作臺(tái)3.銑削立柱4.銑削刀盤(pán)5.銑削橫梁6.銑削主軸箱7.鏜削刀盤(pán)
8.鏜削主軸箱9.鏜削立柱
2.8優(yōu)化后總體結(jié)構(gòu)布局圖
Fig. 2.8 General structure after optimization
精密復(fù)合式鏜銑加工中心的總體布局已經(jīng)確定，圖2.8中總體結(jié)構(gòu)主要包括單 龍門(mén)式的銑削加工中心與臥式鏜削加工中心相結(jié)合，主要結(jié)構(gòu)包括銑削電主軸系 統(tǒng)、鏜削機(jī)械主軸系統(tǒng)、整體性床身、旋轉(zhuǎn)分度工作臺(tái)、水平運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)、圓盤(pán)式 刀庫(kù)等。在機(jī)床主體布局結(jié)構(gòu)方式確定后，再根據(jù)本課題所研究對(duì)象的主要技術(shù) 規(guī)格參數(shù)要求進(jìn)行主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定、總體設(shè)計(jì)、機(jī)床的外觀造型設(shè)計(jì)和加工 中心的產(chǎn)品相關(guān)的配套輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)。
2.6本章小結(jié)
(1)本章闡述了精密復(fù)合式鏜銑加工中心結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，在綜合分析 國(guó)內(nèi)外的立臥式加工中心總體布局的基礎(chǔ)上，總結(jié)了各種機(jī)床運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)分配形 式的特點(diǎn)。
(2)以裝甲車(chē)的精密復(fù)雜箱體類零件為對(duì)象，分析了零件的結(jié)構(gòu)特征以及對(duì) 加工該類零件的設(shè)備進(jìn)行需求分析，綜合運(yùn)動(dòng)部件的輕質(zhì)量、高剛度要求，確定 了將單龍門(mén)式鏜銑加工中心和臥式鏜銑加工中心相結(jié)合，采用電主軸和機(jī)械主軸 的雙主軸的單龍門(mén)立臥布局的復(fù)合化結(jié)構(gòu)。