局部可重配置微小型车铣复合加工机床结构设计.pdf

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1、局部可重配置微小型车铣复合加工机床结构设计术李忠新张之敬金鑫(北京理工大学，北京100081)摘要：探讨了局部可重配置精密微小型车铣复合加工机床的总体设计技术，设计了铣削总成、双工位数控转台、YB轴组件等主要功能模块，并在此基础上组合调试了4轴与5轴车铣复合加工机床。关键词：局部可重配置；微小型；车铣复合加工中图分类号：TG706文献标识码：AStructuredesignoflocal——scalereconfigurableprecisemicroturning——millingmachinetooLIZhongxin，ZHANGZhijing，JINX

2、in(BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，CHN)Abstract：ThegenerMdesigntechnologyoflocal—scalereconfigurableprecisemicroturning—millingmachinetoolisresearched，andthemainfunctionalmodules，suchasmillingassembly，numericalcontrolrotaryta—blewithtwostations，andY(B)一axiscomponents，are

3、designed．Thefour—axisturning—millingma-chinetoolandfive—axisturning—millingmachinetoolaremanufacturedandtested．Keywords：local——scaleRMT；microminiature；turn—-millingtechnology随着微小型系统在航天航空、汽车、兵器、医疗器术、精度控制技术、工艺数据管理技术等，如图1所示。械等领域中越来越广泛地应用，如航空航天惯性部件、微小发动机、微小武器部件以及精密医疗器械等的微小型化、轻量化要求越来越高，

4、对精密微小零件的制造技术提出了更高的要求。利用切削加工在结构成形加工和可加工材料多样性等方面的优势，结合微型工厂概念，通过机床微小型化以大规模并行方式搭建集成微型制造系统，将是一种经济可行的加工技术方法。微细加工技术属于精密加工范畴，是指制造微小尺寸零件或者大尺寸零件微功能结构的加工技术lI2]。精密微小型车铣复合加工技术则是定位于复合加工的微细加工技术，是针对日益增多的精密微小复杂结构件加工难题而发展起来的先进加工技术。在精密微小型车铣复合加工机床设计中引入局部可重配置概念lL3j，在实现微小型零件完整加工的同时，使微图1精密微小型车铣复合加工机床总体技术

5、小型机床同时具备加工零件变化快速响应的能力。精密微小型车铣复合加工机床的机械结构总体技1精密微小型车铣复合加工机床总体技术术主要包括功能设计与实现、机床行程及加工范围设计与实现等方面。其中，功能设计与实现主要指体现精密微小型车铣复合加工机床总体技术包括机械机床加工能力的伺服驱动轴与进给轴、控制轴与联动结构总体技术、控制系统总体技术、可重配置模块技轴、关键功能模块以及支撑辅助结构等的设计技术；机“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题：精密复杂微小型结构件车铣磨多工艺复合加工关键技术(2012ZX04010—061)；北京理工大学基础研究基金：微小型挠性

6、件精密复合加工理论与基础技术(BIT20130342034)·4s·设计与研究构，其锁紧力矩达140N·m，可以满足定位与晒轴组技术可构建不同的精密微小型车铣复合加工机床，以件加工状态对数控转台的锁紧要求。适应不同的工件／Jn-r要求和复合加工机床功能要求。图7为由机床本体、铣削总成、双工位数控转台等主要机械功能模块构建的4轴微小型车铣复合加工机床，其主要几何精度检测项目和检测结果如表1所示。由机床本体、轴组件等主要机械功能模块则可构建5轴精密微小型车铣复合加工机床。精密微小型车铣复合加工机床均留有自动换刀刀库的机械与控制接口，配置自动换刀刀库功能模块后，即

7、可升级为4轴精密微小型车铣复合加工中心或5轴精密微小型车铣复合加工中心，如表2所示。表2局部可重配置复合／ja-r-机床主要机械功能模块配置表图6局部可重配置微小型复合加工机床Ⅵ瑚组件配置情况序号功能模块4轴复合4轴复合5轴复合5轴复合4精密微小型复合加工机床的局部可重配机床中心机床中心置性1机床本体、／、／、／、／2铣削总成、／、／××表1可重配置机床相关几何精度检测表3双工位转台、／、／××序号检测事项容许值实测值4阳轴组件××、／、／1z方向(在垂直面内)床O．05mm／1O00mm0．04mm身滑动的直线度5自动换刀刀库×、／×、／2方向(在垂直面内

8、)床O．05ram／1000mm0．04mm局部可重