VHT系列五轴联动立式车铣复合加工中心的设计

车铣复合加工中心

工艺与装备

文章编号：１００１—２２６５（２０１０）１１—００８０—０３

组合机床与自动化加工技术

ＶＨＴ系列五轴联动立式车铣复合加工中心的设计

高莹，赵宏安，董建军

（大连机床（数控）股份有限公司，辽宁大连

１１６６２０）

摘要：讨论了一种新型单立柱五轴联动立式车铣复合加工中心的总体方案及结构布局，介绍了设计中采用的立柱轻量化设计、滚珠丝杠中空冷却、双边重心驱动等技术，分析了采用力矩电机驱动的双功能转台和摆头动力刀塔的结构特点。制造和使用结果表明，该加工中心的性能参数达到了项目要

求和设计指标。

关键词：加工中心；重心驱动；车铣转台

中图分类号：ＴＧ６５９

文献标识码：Ｂ

ＤｅｓｉｇｎｆｏｒＶＨＴＳｅｒｉｅｓＦｉｖｅ－ａｘｉｓＶｅｒｔｉｃａｌＭｉｌｌｉｎｇ／Ｔｕｍｉｎｇ

１

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Ｃｅｎｔｅｒ

ＧＡＯＹｉｎｇ，ＺｈａｏＨｏｎｇ—ａｎ，ＤＯＮＧＪｉａｎ－ｊｕｎ

（ＤａｌｉａｎＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ（ＣＮＣ）Ｃｏｒｐ．，ＤａｌｉａｎＬｉａｏｎｉｎｇ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｍａｓｔｅｒｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆ

１６６２０，Ｃｈｉｎａ）

ｎｅｗｔｙｐｅｓｉｎｇｌｅｃｏｌｕｍｎｆｉｖｅ ａｘｉｓ

ｖｅｒｔｉｃａｌｍｉｌｌｉｎｇ／ｔｕｒｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒ．Ｃｏｌｕｍｎｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｏｌａｎｔｔｈｒｏｕ曲ｂａｌｌｓｃｒｅｗａｎｄＤＣＧｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

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ａｄｏｐｔｅｄ．Ｉｔａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｄｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｒｏｔａｒｙｔａｂｌｅｄｒｉｖｅｎｂｙｔｏｒｑｕｅｍｏｔｏｒａｎｄｓｗｉｖｅｌ

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ＭＣ

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ａｃｈｉｅｖｅｐｒｏｊｅｃｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｉｎｄｅｘｅｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭａｃｈｉｎｉｎｇＣｅｎｔｅｒ（ＭＣ）；ＤＣＧ；Ｍｉｌｌｉｎｇｃｒｕｒｎｉｎｇｒｏｔａｒｙｔａｂｌｅ

Ｏ

引言

机床产业是国民经济发展的基础，装备制造业

点，但是ｙ轴采用滑枕式悬臂梁结构，这对加工的刚性有很大影响。而龙门式结构庞大，制造成本比较高。在对现有结构形式充分分析和讨论后，我们确定以单立柱结构形式为基型开发ｄ）８００／ｄｆｌ０００规格的立式车铣复合加Ｔ中心较为合理。该结构形式的优点是结构简单灵活，成本较低，节省能源且占地面积小。ＶＨＴ系列立式车铣复合加丁中心采用西门子８４０Ｄ系统控制，机床由高刚性的整体底座、高刚性轻量化设计的立柱、直驱技术的双功能车铣回转Ｔ作台、摆头动力刀塔、自动换刀系统、恒温系统、液压系统、冷却系统、排屑系统、机内对刀系统、走线系统、安全防护系统等组成。机床共设置ｘ、ｙ、ｚ三个坐标轴，Ａ、ｃ两个旋转轴。立柱位于底座上方，可沿机床ｙ轴移动；力矩电机直接驱动的双功能车铣同转工作台带ｃ轴功能，不仅可以实现铣削插补分度定位功能，而且还可实现车削旋转功能，整体双功能车铣同转工作台可沿机床ｘ轴移动；摆头动力刀塔自身带４轴功能，安装在动立柱的滑板上，铣头旋转锁紧时可实现车削功能，摆头动力刀塔整体可沿机床ｚ轴上下移动。整体结构如图１所示。

发展的重中之重。目前《国家中长期科学和技术发展规划纲要（２００６～２０２０年）》将“高档数控机床与基础制造装备”列入了科技重大专项。…“立式车铣复合加丁中心”的课题就是其中一项，其研究的目标是研制以车铣加Ｔ为主体，可实现车、铣、钻、镗等多种工序复合加工的立式车铣复合加Ｔ中心系列机床，适用于复杂零件的高精度五面完整加丁。其主要技术指标：开发咖８００／西１０００ｍｍ两种规格。铣削主轴最高转速１２０００ｒ／ｍｉｎ；车削主轴最高转速：６００ｒ／

ｍｉｎ（｜ｑｂ８００ｍｍ），５００ｒ／ｍｉｎ（西１０００ｒａｍ）；快移速度（∥

Ｙ／Ｚ轴）达到５０ｍ／ｍｉｎ；工作台承重：１２００Ｋｇ

（．ｑｂ８００ｍｍ），１５００Ｋｇ（咖１０００ｍｍ）；五轴联动。

１

机床整体方案设计

现阶段国内已经出现和推广使用的立式车铣复

合加Ｔ中心大致以如下两种结构形式为基型设计制

造：卧式加工中心形式和龙门式加丁中心形式。卧

式加Ｔ中心形式融合了立车与卧式车铣中心的优

收稿日期：２０１０—０８—３０：修回日期：２０１０—１０—１５

基金项目：国家“高档数控机床与基础制造装备”科技蕈大专项资助（２００９ＺＸ０４００１刮３１）

作者简介：高莹（１９８１一），女，吉林白城人，大连机床（数控）股份有限公司数控研究所工程师．硕士研究生，（Ｅ—ｍａｉｌ）ｇａｏｙｉｎｇ＿ｌｉｕ＠ｑｑ．ｃｏｍ。

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