1 机床的设计布局
1.随行夹具 2.平衡缸 3.倒置车头 4、9.动力刀架 5.正置立车刀架拖板 6.上料机械手 7.上料传送装置 8.正置车头 10.排屑装置 11.卸料传送装置
图1 双主轴立式车削中心外形简图
图2 工件和机床工作循环示意图
2 机床主要结构特点
- 机床机架是由固定横梁与整体床身装配而成,整体床身将机床底座与立柱铸造成一体,可以提高机床的整体刚度和抗接触变形能力。床身铸造时采取封砂工艺,增加了系统阻尼,有利于提高机床的抗振性能,同时降低了机床重心,提高机床安装稳定性。
- 倒置立车主轴部件采用了内装同轴电动机驱动技术(也称为电主轴),电动机安装在主轴的两组轴承之间,增加了主轴驱动系统的刚性(图3)。
- 由于省去了皮带传动,不存在驱动横向力,使得主轴运转平滑准确,即使在低速时,也能使加工工件达到高的精度。同时,车头采用由冷冻装置组成的液体内冷却系统,可获得高的功率密度。这次选用的SIEMENS(西门子)大功率SIMODRIVE IPH2 254型内装电动机,额定转速500~6000r/min,额定功率28.8kW、额定扭矩550N·m,当间隙负载工作方式,其循环持续系数为40%,最大功率可达40.6kw;绕组温升DT= 105K时,最大扭矩673N·m。主轴上还配置有高精度旋转位置编码器,可实现C轴控制,能与进给轴配合完成螺旋加工等功能。
- 由于省去了皮带传动,不存在驱动横向力,使得主轴运转平滑准确,即使在低速时,也能使加工工件达到高的精度。同时,车头采用由冷冻装置组成的液体内冷却系统,可获得高的功率密度。这次选用的SIEMENS(西门子)大功率SIMODRIVE IPH2 254型内装电动机,额定转速500~6000r/min,额定功率28.8kW、额定扭矩550N·m,当间隙负载工作方式,其循环持续系数为40%,最大功率可达40.6kw;绕组温升DT= 105K时,最大扭矩673N·m。主轴上还配置有高精度旋转位置编码器,可实现C轴控制,能与进给轴配合完成螺旋加工等功能。
1.冷却外套 2.内装电动机定子 3.内装电动机转子
4.主轴 5.电动机统组 6.旋转编码器
图3 内装式同轴电动机主轴箱示意图
1.导轨 2、4.滚柱托架
3.阻尼块 5.润滑油注入口
图4 导轨减振方法
- 机床导轨均采用了INA直线滚动导轨,具有高精度、高刚性的特点。为了提高运动部件的抗振性和机床的动态刚度,专门在导轨上配置了新颖的阻尼块。此阻尼块与导向面之间配磨有0.02~0.03mm的油隙,导轨运动时注入润滑油形成挤压油膜,利用这层挤压油膜的抗压减振原理,提高运动副的平稳性。图4a为带阻尼块的滚动导轨示意图,图4b为阻尼块剖面图。
- 机床数控系统采用了 SIEMENS SINUMERIK 840C,具有极强的网络功能,可实现五轴联动。本车削中心应用了该系统的双通道功能,可同时控制4根主轴(两个车头、两个转塔动力刀架旋转轴)、4根伺服轴(x1、x2;z1和z2)以及两根C轴(两个车头的分度)。
- 其它机床辅助系统:如液压动力卡盘,垂直拖板部件的双缸液压平衡装置,上料机械手和自动上卸料传送装置,强力冷却润滑液站及平板链式自动排屑装置等。
3 机床技术参数
(r/min)
最大可达
2500
最大可达
3000
(循环持续系数 100%/ 40%)