蔡春梅

（齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司軸齒廠，黑龍江齊齊哈爾161005）

0 引言

隨著冶金、礦山等行業(yè)大型回轉(zhuǎn)窯、大型磨生產(chǎn)規(guī)格快速發(fā)展及產(chǎn)品需求的快速增長(zhǎng)，筒體類零件的加工過程中，大量的時(shí)間被消耗在運(yùn)輸搬運(yùn)轉(zhuǎn)序等工作上，為了盡量減少這些輔助時(shí)間，提高加工效率、加工質(zhì)量，需要一臺(tái)設(shè)備完成盡量多的工序加工，減少轉(zhuǎn)工序時(shí)間。

我公司根據(jù)用戶要求，成功研制了數(shù)控超重型落地車銑復(fù)合機(jī)床，實(shí)現(xiàn)筒體零件的高效加工，在一臺(tái)機(jī)床上一次裝卡實(shí)現(xiàn)零件的外圓及端面車削，軸向及徑向孔的鉆銑加工。

同時(shí)本機(jī)床還能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)軸類零件和盤形零件的外圓、端面、切槽等的車削加工。機(jī)床加工復(fù)合性較高，大大提高機(jī)床的機(jī)械加工的生產(chǎn)效率。

1 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)

最大回轉(zhuǎn)直徑為φ6300mm；最大工件長(zhǎng)度為20000mm；最大工件重量為150t；車削主軸轉(zhuǎn)速范圍為0.4～80 r/min（無(wú)級(jí)）；C軸轉(zhuǎn)速為0.0005～0.5 r/min；銑削主軸轉(zhuǎn)速范圍為50～2500 r/min；刀架縱向行程為3000 mm。

2 機(jī)床主要技術(shù)內(nèi)容

本機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案如圖1所示。

圖1 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)

1）本機(jī)床總體布局。床頭箱安裝在床頭箱底座上，基座平板置于基礎(chǔ)之上，基座平板上安裝有床臺(tái)及刀架、尾座下體及尾座。

2）床頭箱。床頭箱體為箱形結(jié)構(gòu)，箱體與底座聯(lián)接并采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)，從而有效地減小了主軸的熱漂移，提高加工精度。主軸為穿軸式結(jié)構(gòu)，徑向采用高精度徑向間隙可調(diào)的雙列滾子軸承支承定心，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)取得最佳支承跨距,軸向采用了高精度推力滾子軸承，并在軸向加有預(yù)載?；ūP用螺釘和過盈的錐面配合緊固在主軸上，其上設(shè)有機(jī)械增力卡爪夾持工件。主軸尾端配置有圓光柵，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)床的C軸傳動(dòng)及位置顯示。

3）C軸箱。在主電機(jī)及主軸箱之間安裝有C軸箱,C軸傳動(dòng)鏈與主傳動(dòng)鏈為兩條傳動(dòng)鏈。C軸采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),經(jīng)齒輪降速，再與床頭箱I軸相聯(lián)。主傳動(dòng)與C軸傳動(dòng)通過液壓油缸拔動(dòng)齒輪進(jìn)行切換。

4）床頭箱底座。用于主軸箱及工件的支撐，采用鑄造結(jié)構(gòu)，作為主箱液壓油的油池。

5）主電機(jī)底座。主電機(jī)底座主電機(jī)安裝在主電機(jī)底座上，主電機(jī)底與與床頭箱底座采用螺釘聯(lián)接,使主電機(jī)與主軸箱形成一個(gè)剛性聯(lián)接。

6）基座平板?；桨鍨榘敕忾]箱體，由高強(qiáng)度、低應(yīng)力鑄鐵鑄造，表面有精確加工的T型槽，T型槽縱向布置，與床頭箱主軸中心線平行，用來(lái)安裝刀架床臺(tái)及尾座。在尾座移動(dòng)用基座平板部分,設(shè)置有尾座止退定位槽。床臺(tái)與基座平板之間安裝有床臺(tái)底座,用于滿足刀尖中心高的結(jié)構(gòu)要求，在刀架、床臺(tái)軸向或徑向吊動(dòng)時(shí)，重新安裝、調(diào)整后再進(jìn)行零件加工。

7）床臺(tái)。床臺(tái)安裝在床臺(tái)底座上，床臺(tái)底座安裝在基座平板上。刀架床臺(tái)的移動(dòng)采用吊運(yùn)方式。床臺(tái)上安裝刀架系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)不同直徑工件的外圓、平面的加工；床臺(tái)底座通過定位塊準(zhǔn)確地縱向平行安裝在基座平板上；床臺(tái)通過床臺(tái)底座與基座平板進(jìn)行聯(lián)接。

8）刀架。車削刀架由大刀架、上刀架、刀板等組成。上刀架上體設(shè)有主副刀板，主刀板在床頭箱側(cè)。刀板可在上刀架上手動(dòng)移動(dòng)，剛性大，適用于強(qiáng)力大懸伸切削。刀具手動(dòng)安裝在刀板上。大刀架縱向移動(dòng)（Z軸）、上刀架橫向移動(dòng)（X軸），由西門子交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠傳動(dòng)方式。刀架縱向（Z軸）、橫向（X軸）位置檢測(cè)元件均為光柵尺。

9）鉆削裝置。鉆削裝置安裝在上刀架右側(cè)（靠近尾座側(cè)），由1PH7交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)ZF減速器降速后傳遞給主軸，鉆削裝置隨刀板做移置運(yùn)動(dòng)（車削加工時(shí)可拆下）。鉆削裝置采用U鉆，可實(shí)現(xiàn)一次最大φ52 mm鉆孔要求。

10）尾座。尾座為上下分體式結(jié)構(gòu)。套筒移動(dòng)為機(jī)動(dòng)，移動(dòng)到位后由碟簧夾緊，液壓放松。套筒內(nèi)設(shè)有工件熱變形補(bǔ)償裝置，保證加工過程中工件變形不引起芯軸變化。尾座上體內(nèi)裝有套筒頂緊力測(cè)力裝置、套筒移動(dòng)和夾緊機(jī)構(gòu)。尾座正面設(shè)有壓力顯示裝置，當(dāng)移動(dòng)套筒頂緊工件時(shí)，頂緊力達(dá)到預(yù)選值，套筒移動(dòng)電機(jī)將自動(dòng)停止。尾座通過螺栓與基座平板相聯(lián)，并可沿基座平板上的定位槽吊裝移動(dòng)與固定，并設(shè)置有止退定位機(jī)構(gòu)，防止尾座軸向竄動(dòng)。尾座在基座平板上的移動(dòng)采用機(jī)動(dòng)移動(dòng)方式。

11）數(shù)控系統(tǒng)。機(jī)床配置西門子828D型數(shù)控系統(tǒng)，西門子S120驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)X、Z、C軸三軸聯(lián)動(dòng),全閉環(huán)控制。

3 技術(shù)特點(diǎn)

本機(jī)床具有一次裝卡即可完成大型核電閥體的十字交叉球面孔及平行孔加工的特點(diǎn)。主要體現(xiàn)在：1）本系列機(jī)床用模塊化設(shè)計(jì)、有限元分析、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)；2）可實(shí)現(xiàn)超大、超重零件的加工，加工件長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)20 m，工件最重可達(dá)150t；3）根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過吊動(dòng)床臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工件徑向不同直徑及軸向全長(zhǎng)的接刀加工，大大降低機(jī)床的制造成本；4）整體雙層壁抗振式主軸箱體、采用高精度滾動(dòng)主軸軸承，穿軸式大直徑短主軸結(jié)構(gòu)，高精度、低噪聲；5）刀架進(jìn)給箱采用滾珠絲杠傳動(dòng)副，無(wú)間隙傳動(dòng)，傳動(dòng)剛度高，傳動(dòng)平穩(wěn)。

4 創(chuàng)新點(diǎn)

1）落地式車床配置有C軸箱及鉆銑裝置，實(shí)現(xiàn)在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)車、鉆銑等的復(fù)合加工；2）尾座采用分體式結(jié)構(gòu)，減小鑄造的加工難度，同時(shí)改善了尾座與主軸箱軸線中心的同心調(diào)整的工藝性；3）尾座采用機(jī)動(dòng)移動(dòng)型式，減少大型落地車床尾座整體吊動(dòng)對(duì)基座平板的損傷，大大降低了工人的操作勞動(dòng)強(qiáng)度。

5 市場(chǎng)前景及經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益

該機(jī)床于2012年在沈陽(yáng)冶金機(jī)械有限公司正式投入使用。為用戶節(jié)省了大量的外協(xié)加工及運(yùn)輸費(fèi)用，獲得豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 王文斌.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：第3卷［M］.3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［2］ 陳心昭，權(quán)義魯.現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)：上冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.