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2017年5月23日

復雜箱體精密復合鏜銑加工中心結構設計中若干問題研究

精密復合式鏜銑加工中心作為機械制造生產中的大型基礎設備，其在航空、航天、船舶、汽車、發電裝置、軍工等領域的產品制造中占據著重要地位，機床的加工精度和加工效率將直接影響到終端產品的質量和成本。本文在綜合分析國內外鏜銑床的結構特點和先進技術的基礎上，通過組合創新與工藝原理性創新相結合，研發出擁有自主知識產權、國內外領先的精密復合式鏜銑加工中心，研究并解決了在結構設計中的幾個關鍵問題，具體的解決方法及結果如下：

2017年5月23日

復雜箱體精密復合鏜銑加工中心研究目的意義及主要內容

本章介紹了“精密復合式鏜銑加工中心的開發與研究”課題來源與研究背景，在明確本文所研究的復合式鏜銑加工中心的基礎上，介紹國內外復合式加工中心產品和其關鍵技術，比較國內、外先進技術水平的差距，闡述了研究高精密復合式鏜銑加工中心產品和關鍵技術的意義及重要性，且提出本論文的主要研究內容。

2017年5月23日

基于重心驅動原理的鏜削系統雙驅結構的設計與分析

精密復合鏜銑加工中心要具有高速、高精度的切削性能，加工中心的主軸及主軸箱、進給系統和回轉工作臺等部件的結構設計是關鍵難點。這包括如何使加工中心在進給過程中產生的振動最小，如何設計高速、高精度的滾珠絲杠轉動進給系統，如何設計高精度回轉工作臺等，本課題所研制的復合式鏜銑加工中心CAD 結構模型如圖3.1所示。

2017年5月23日

復雜箱體精密復合鏜銑加工中心結構設計中若干問題研究之來源與研究背景

目前，世界上精工加工設備的格局已發生悄然改變，精密精工機床呈現出多方向發展趨勢，復合式加工設備越來越占據著主導地位。復合式機床可劃分成工藝性復合和功能性復合兩類，工藝性復合是指工件從毛胚到成品的整個加工過程是在同一臺精工機床上實現的，使得多個加工工序聯動，從而降低了工件的定位裝夾次數，縮小了由于定位基準的不統一而引起的定位誤差值，所以高效、高精度加工是工藝性復合機床的特點；功能性復合機床的主要特點是指在原有的機床功能項上進行擴展，例如提高對工件的夾緊速度來提高機床的加工效率。機床的復合化使得精工機床加工零件的生產速度得到明顯提高，降低了工件加工過程中的搬運、夾緊、找正等時間，縮短了工件的加工周期，減少了工件的在制品數量。因為，只需要把工件一次裝夾在機床上，即降低了加工過程中的輔助時間，又因不需要再次裝夾定位使得加工精度得到大大提高，所以復合化機床是現代先進加工設備的發展方向。綜合分析我國自主研發的復合式機床，主要是以普通的精工車削加工中心為基礎，發展到復合車銑加工中心，而精密的復合鏜銑加工中心在國內基本沒有相關的研究，因為我國自主研發復合式機床的技術能力要遠遠落后于發達國家的先進技術，所以研發出具有高效、復合、穩定的適合于現代加工技術的高水平精密復合式鏜銑加工中心是一項具有跨時代意義的科研項目。

2017年5月23日

精密復合式鏜銑加工中心結構特點和技術要求

在分析研究精密復合鏜銑加工中心總體結構布局時，不但要綜合的考慮到結構的先進性，還要考慮到圍繞產品設計市場定位的結構經濟性、生產工藝性等問題，如何設計出的布局結構使得加工中心具備高的剛度、高的穩定性將是本章所論述的重點。因此，本章在分析臥式立式加工中心結構、布局形式以及復雜箱體零件對機床結構特殊要求的基礎上，提出了復雜箱體精密復合鏜銑加工中心的總體布局方案。

2017年5月23日

復雜箱體精密復合鏜銑加工中心國內外研究現狀

自二十世紀五十年代末，機械制造的生產過程發生了巨大變化，由傳統的普通機床以及組合機床所構成的加工生產線，慢慢的發展到以加工中心和精工機床（CNC)所構成的柔性制造系統，實現了多品種、大批量的柔性自動化生產，機床技術在經歷三十多年的發展和應用以后，部分工業發達國家的精工機床使用率占整個機床的80%左右。然而，加工中心已經成為現代化車間的基本制造單元，其使得自動換刀、空行程等速度加快，也提高了生產過程的連續性，高性能的加工中心不但成倍的提高機床的加工效率，而且進一步的改善了加工零件的表面質量和精度[3_5]。因此，這一先進制造技術的出現，使得各國的工業制造界和學術研究界對此高度重視，綜合分析機床技術的發展歷史，可以得到現今高性能加工中心所包括的技術框架如圖

2017年5月23日

高精度回轉工作臺的結構設計與分析

精密復合式鏜銑加工中心的回轉工作臺為水平放置，工作臺為加工中心提供了回轉運動，使機床原有的加工使用范圍得到擴大，高精度回轉工作臺的重要性能有六個方面：分度精度和重復定位精度；&剎緊力矩的大小；C.密封性能；4 回轉定位速度；&承載能力；/精度保持性。

2017年5月23日

復雜箱體精密復合鏜銑加工中心總體布局的設計方案

本章闡述了精密復合式鏜銑加工中心結構特點和技術要求，在綜合分析國內外的立臥式加工中心總體布局的基礎上，總結了各種機床運動和運動分配形式的特點。(2)以裝甲車的精密復雜箱體類零件為對象，分析了零件的結構特征以及對加工該類零件的設備進行需求分析，綜合運動部件的輕質量、高剛度要求，確定了將單龍門式鏜銑加工中心和臥式鏜銑加工中心相結合，采用電主軸和機械主軸的雙主軸的單龍門立臥布局的復合化結構。

2017年5月23日

鏜銑加工中心主軸部件熱特性分析之課題來源與主要研究內容

本論文課題以蘇州江源精密機械有限公司與意大利共同合作研發的TH6213臥式鏜銑加工中心主軸及主軸箱部件為研宄對象。該款機床研發項目被列為2011年度江蘇省工業支撐項目以及2014年度江蘇省重大科技成果轉化項目。

2017年5月23日

鏜銑加工中心數控系統的硬件結構

鏜銑加工中心是一種鏜銑床復合式的精工機床，由于鏜銑床共用一個工作臺，所以鏜銑床不能同時工作，必須被分在兩個軸組中，所以對其控制的精工系統要有多通道多軸控制的能力。基于控制功能和穩定性要求，本加工中心選用了 UMAC多軸運動控制器為下位機，以工控機（IPC)為上位機，即采用“NC 嵌入PC”型開放式精工系統控制鏜銑加工中心。該精工系統的硬件結構采用主從結構，IPC的CPU為主CPU,主要負責精工系統的管理和人機交互等功能的實現。 UMAC的DSP為從CPU,負責底層的速度和軌跡控制等。其中工控機與UMAC 通過以太網進行通訊，加工中心精工系統硬件結構如圖2.4所示。