提高双面数控卧式铣镗床加工精度保持性

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摘 要 双面数控卧式铣镗床是针对工程机械领域中大型梁臂式零件加工而开发专用机床。此类机床为组合式专用机床，其主要特点是机床两主机采用双面布置，工作台在两主机间横向移动。本文论述的提高该类机床加工精度保持性方案通过实际验证效果良好，并为今后设计该类专用机床提供了理论及实践依据。

关键词 双面；大型；专用；加工精度；保持性

中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0162-02

1概述

随着装备制造业的快速发展，每个领域都对数控机床提出了更高的要求，如高速列车、新型地铁和轨道交通车辆等都需要大批高速、精密、高效的专用数控机床来实现大型、长型零件孔系精确加工和各种型面加工。目前市场对具备大型零部件加工能力，具有镗轴、方滑枕同时伸出，并且能够实现双主机对面同时加工的双面大型数控机床需求不断增加。尤其在机械工程领域对用于汽车起重机起重臂镗孔、铣端面和钻孔时，要求机床具备工作台大承载量、超大行程，双主机对头深孔加工的功能。TK6813X2型双面数控卧式铣镗床正好迎合国内外市场的需求开发设计，并以此机床为从几个方面例阐述了提高机床加工精度保持性的设计方案。

该机床主要设计参数为：

工作台行程X 轴 10500mm；

主轴箱行程Y轴 3000mm；

立柱行程Z轴 1000mm；

滑枕行程V轴 700mm；

主轴行程W轴 700mm；

主轴直径 φ130mm；

主轴转速范围 10-1500 r/min

主轴可承受最大扭矩 2 500N·m；

主轴可承受最大轴向抗力 20 000N；

X轴快速移动 6000mm/min；

Y、Z轴快速移动 9000mm/min；

工作台台面尺寸（长×宽） 10500×2500mm；

工作台允许最大承载能力 25000kg；

主机个数：2个；

工作台数：1个。

2 提高加工精度保持性设计方案

2.1 两纵床身与横床身连接方式设计方面

两纵床身与工作台床身即横床身采用连接方式，键定位，提高机床的整体刚性，使机床精度保持性好。

TK6813X2型双面数控卧式铣镗床布局为工作台在整个机床的中间横向移动，两侧各有一台主机，两主轴相对布置，可以由工件的两侧同时对工件进行加工。考虑到铸造及机加工难度，两个纵床身与工作台横床身采用分体式设计，并在连接处采用螺钉紧固，键定位方式。因机床在铣削加工时消耗功率最大，整机受力可达到最大。随着整机受力的增大，机床的变形也随着增大，纵横床身连接后能保证机床在切削过程中整机变形保持一致，提高机床的整体刚性，保证对头镗孔的同轴度，使机床在长时间切削后，整体精度保持性好。

2.2工作台及横床身连接及工作台拖动设计方面

工作台及横床身采用拼接方式，键定位，保证X轴的整体刚性，双电机驱动传动机构在X轴应用及闭环测量应用，提高了X轴精度，从而提高了机床的整体加工精度。

该机床工作台为可移动式，由于工作台的尺寸为2500mm×10500mm，考虑到机加工和铸造的难度，工作台采用两段拼接方式，为了保证拼接后两工作台的一致性，拼接处采用键定位的方式。横床身同时采用多段拼接方式，降低了加工铸造难度，提高X轴整体刚性。该机床的工作台移动即X轴的行程大，要保证机床的工作台和加工零件总重最大时约有50t能安全拖动，且快速为6m/min ，这又提出了一个新的问题。在此采用滚柱直线导轨，因该类型导轨摩擦系数小，刚性好，承载大，运动平稳。在工作台拖动中采用双电机驱动，齿轮齿条传动，其虽然没有丝杠的传动精度高，但在不影响用户使用要求的情况下解决了大行程的拖动问题，因丝杠超过一定长度其整体刚性下降，就不能达到很好的拖动效果。采用双电机驱动消除了齿轮齿条间的传动间隙，并采用光栅尺闭环控制，提高了整体的传动精度。

2.3有关机床地基安装设计方面

对机床有关地基安装方面严格要求，从而提高机床的稳定性，保证机床的加工精度。

1）机床采用钢筋混凝土地基结构，增加地基深度及承载能力，要求用户严格按照地基要求来打地基，以减小地基对机床稳定性的影响。

机床地基要求：

（1）在开挖地基之前必须检测土质，并确定承重能力；

（2）根据当地土质承重能力和本机床重量确定是否需要打地基桩以及地基桩的数量和规格；

（3）检查土质条件后确定地基厚度；

（4）地面的承载强度应大于20T/m2；

（5）使用混凝土最低抗压强度为1800N/cm2； 抗张强度为180N/cm2；

（6）在地基周围使用隔震沟，并填充隔振物质；

（7）为加强土壤的抗震能力，则可用横向网络钢筋；

（8）基础变形量为0.015mm/1000mm；

（9）基础平面度全长不大于2mm。

2）要求用户在打地基时，予埋侧顶件，在机床精度调整完成后，把床身顶住，减小床身在振动和受力时的变形。

3）采用新型地脚垫铁，结构稳定，承载能力大，减小对机床精度的影响。

3结论

TK6813X2型双面数控落地铣镗床在用户安装完成，并已投入使用，机床的加工精度高且保持性良好，得到了用户的好评。通过机床试验结果验证：提高机床加工精度保持性设计方案是合理的，并为今后设计该类专用机床提供了理论及实践依据。

随着加工制造业的迅速发展，此类专用数控机床的需求不断提高。因机床加工精度高，精度保持性好，得到用户的信赖，在激烈的市场竞争中，为企业赢得了先机。

参考文献

[1]机床设计手册编写组编.机床设计手册（第三册）[M].机械工业出版社.