五轴联动数控加工设计研究

五轴联动数控加工设计研究 本文关键词：联动，数控，加工，研究，设计

五轴联动数控加工设计研究 本文简介：摘要：五轴联动数控加工中心是航空航天用复杂零件加工的主要手段，本文对五轴联动数控加工中心进行结构设计，详细设计了床身、立柱、主轴、回转工作台、润滑系统、液压系统和控制系统，为实现五轴联动数控加工中心技术的国产化及在航空航天领域的推广应用提供技术支持。关键词：数控加工中心；航空航天；结构设计；国产化引

五轴联动数控加工设计研究 本文内容：

摘要：五轴联动数控加工中心是航空航天用复杂零件加工的主要手段，本文对五轴联动数控加工中心进行结构设计，详细设计了床身、立柱、主轴、回转工作台、润滑系统、液压系统和控制系统，为实现五轴联动数控加工中心技术的国产化及在航空航天领域的推广应用提供技术支持。

关键词：数控加工中心；航空航天；结构设计；国产化

引言

当前国内航空航天复杂零件加工的需求和技术的限制，大多数采用进口五轴联动加工中心[1-2]。然而，进口的机床价格高昂、维修周期长及费用高，且易带来一定的风险，针对技术需求，开发的五轴联动加工中心在保证产品性能和加工质量的基础上，将尽量降低成本，以形成对进口机床的优势。针对航空航天领域中的机匣、叶轮等有复杂型面的零件加工的加工难度大、精度难保证以及效率低的难题，本文对五轴联动数控加工中心进行结构设计，详细设计了床身、立柱、主轴、回转工作台、润滑系统、液压系统和控制系统，为实现五轴联动数控加工中心技术的国产化及在航空航天领域的推广应用提供技术支持。

1机械结构设计

五轴联动数控加工中心采用先进设计理念，通过各个部件合理布局，对机床进行系统设计，床身、立柱等铸件采用箱中箱的结构，提高了设备的工作稳定性及精度[3]，主要由床身、立柱、主轴、回转工作台、润滑系统、液压系统、控制系统等部分组成。

1.1床身、立柱设计

床身、立柱采用“boxinbox”框架结构，该结构是将最高加速度与由恒定质量关系提供的最佳精度结合在一起，有效抑制机床共振，提高加工表面的质量，其结构如图1和2所示。

1.2主轴设计

主轴的内部结构采用了主电动机置于主轴前、后轴承之间的机构，如图3所示。这种结构是一般电主轴的基本结构形式，其优点是主轴单元的轴向尺寸较短，主轴刚度大，功率大，较适合于大、中型高速数控机床。主轴壳体直径Ф190mm，法兰直径Ф228mm，总长约600mm，安装长度约452mm，整备质量约70kg。

1.3回转工作台设计

该设备共有3个工作台，中间为回转工作台，其结构如图4所示。机床回转工作台采用力矩电机直接驱动，具有高度、高动态、连续旋转、任意角度定位、无背隙、精度保持性好等特点，且配有液压夹紧刹车系统，可满足大力矩的要求。

2控制系统设计

2.1润滑系统设计

五轴联动数控加工中心润滑系统分为稀油润滑和干油润滑。干油润滑为锂基润滑脂润滑，每两年加注一次润滑脂，主要用于滚动轴承、滚珠丝杠。Y、Z坐标导轨的润滑均由南京贝奇尔集中装置来润滑各点，由一个集中润滑站分两路单独润滑，润滑站实现YZ轴进给箱和直线导轨的润滑，润滑大小由定时定量控制器来设定。

2.2液压系统设计

五轴联动数控加工中心液压系统由以下4个部分组成：①提供机床精度补偿，含平衡补偿、附件重量补偿。

作者：路朝留 唐鸿雁 张玉冰 万齐访 单位：上海新力机器厂

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