影响车铣复合机床加工精度的因素分析.pdf

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1、2011年4月中国制造业信息化第40卷第7期影响车铣复合机床加工精度的因素分析刘桂芝(南京工程学院工程基础实验与训练中心，江苏南京211167)摘要：影响复合机床加工精度的因素很多，其中主轴系统的精度、机床的动态特性以及刀架的位置精度是影响机床加工精度的主要因素。现对这几个影响因素进行分析，并提出了相应的解决方法。关键词：车铣复合；电主轴系统；机床动态特性；刀架位置精度中图分类号：TG659文献标识码：B文章编号：1672—1616(2011)07—0068—02机床复合化是数控机床从单一功能向多功能轴回转。主轴回转的速度环和位置环采

2、用高精度方向发展的最新趋势。车铣复合、车磨复合、铣磨的反馈元件，实现全闭环控制，反馈元件采集到的复合等复合加工机床随着零件加工要求的变化而位置信号经数控系统分频处理，使主轴分度的分辨相继出现。这类机床的出现，改变了传统数控机床率达到0．001。(主轴最小分度单位为3．6)或更的布局和结构，能够实现一机多用，工件一次装夹小，从而使机床主轴系统具有很高的分度精度和准就可以完成全部或大部分工序的加工，从而减少了停精度。工件装夹次数，提高了机床加工效率，减少机床使为实现上述目的，采取如下解决方法：用台数，节约能源。a．电机转子与机床主轴采取特

3、殊的装配工艺，车铣复合加工机床是复合加工机床中发展最保证机床主轴与电机转子内孔的连接刚度，能传递快、使用最广泛的数控设备。对高速精密车铣复合大的切削扭矩。数控机床来说，其主轴系统是电主轴结构，机床的b．电主轴组装配时采用较高等级的高速动平加工精度很大程度上取决于机床的电主轴系统的衡，降低主轴组的剩余不平衡量，保证主轴在高速精度，并受刀架位置精度和机床整机动态性能的影回转时的平稳性。响。因此在车铣复合机床制造与装配过程中如何C．电主轴系统采用主轴制动和阻尼装置，在需提高电主轴系统的精度、提高刀架的位置精度、改要主轴准停铣削或钻削时，主轴

4、处制动状态，以保善机床的整机动态性能是机床设计的关键。本文证铣削时主轴不晃动。在连续分度铣削时，主轴处从以下几方面来分析影响车铣复合机床加工精度于阻尼状态，以保证铣削时主轴回转的平稳性。制的因素，并提出相应的解决方法。动状态和阻尼状态可以自动切换，由编程设定。通过以上措施，电主轴系统主轴的分度定位精度≤1电主轴系统的精度24，主轴分度的重复定位精度≤12。1．1电主轴系统的分度精度和准停精度1．2电主轴系统的回转精度车铣复合加工机床电主轴系统的分度精度和数控车铣复合加工中心为高精度加工机床，主准停精度是考核机床主轴精度的一个重要指标，

5、是轴组是关键部件，主轴组的回转精度直接影响加工影响机床加工精度的重要因素。为了实现电主轴工件的精度。系统高的分度精度和准停精度，国际上数控车铣复为保证主轴组具有高的回转精度，在电主轴系合加工中心均采用内藏主轴式电机(简称电主轴)，统中，主轴与电机转子的连接、定子外套与主轴箱主轴与电机转子装配成一体，减少中间传动环节对体的配合、主轴两端与轴承组的配合等采取了以下主轴精度的影响。工作时，电机转子回转即带动主一系列的工艺措施：收稿日期：2011Ol一29基金项目：南京工程学院引进人才科研启动基金资助项目(YK1201006)；江苏省第七批“

6、六大人才高峰”资助项目(JxQc一1392010104)作者简介：刘桂芝(1964)，女，江苏徐州人，南京工程学院研究员级高级工程师，学士，主要研究方向为数控机床的设计与开发。·应用研究·刘桂芝影响车铣复合机床加工精度的因素分析69a．在电主轴装配前先保证主轴箱体孔的精度，所决定的振型有关。因此在进行机床设计时，要进孑L的圆度、尺寸公差、前后轴承孔的同轴度都在要行动力学分析，计算出主轴箱体的一阶、二阶固有求的范围内；主轴轴颈的径向跳动、前后轴颈的同频率，使其一阶固有频率要避开主轴的最低转速，轴度以及主轴端部的径向跳动和端面跳动公差均二

7、阶固有频率要避开电主轴的最高转速，以避免电控制在0．O02mm之内。主轴系统产生共振，消除由于振动造成的对机床加b．装配时根据轴承外圈的尺寸，研磨主轴箱体工精度的影响。孑L，并使其与轴承外圆的配合公差严格控制在规定b．机床床身整体刚度对车铣复合加工机床的的范围；电主轴的电机转子与主轴采取特殊的装配加工精度影响很大，在机床设计时还要对机床的床技术等。身进行有限元分析，优化机床床身结构，提高机床采取以上措施后，电主轴系统的回转精度得到的床身刚度，改善机床的整机动态性能，避免机床了保证，主轴的径向跳动和端面跳动都在局部刚度不足引起机床结构的

8、变形，造成对机床加0．O02mm之内，为保证工件的加工精度奠定了基工精度的影响。础。1．3电主轴系统的热平衡3刀架分度定位精度及位置精度电主轴系统中电机是个发热体，高速回转的前车铣复合加工中心刀架的每个工位既可安装后轴承