精密卧式加工中心典型结构分析

精密卧式加工中心典型结构分析

卧式加工中心是最常用的数控机床之一，其技术含量高，是数控机床产业发展水平的标志性产品之一。卧式加工中心主要通过数控系统、
伺服驱动装置控制机床基本运动，其结构的主要特征是主轴水平设置，通常由3-5个运动部件（主轴箱、工作台、立柱或主轴套等）组成。

在卧式加工中心上设置自动交换工作台，构成柔性制造单元（FMC），实现工件自动交换，即在加工的同时可进行另一个工件装卸。

加工工件经一次装夹后，完成多工序自动加工，自动选择及更换刀具，自动改变机床主轴转速和进给速度，自动实现刀具与工件的运动轨迹变化以及自动实现其它辅助功能。

卧式加工中心适用于零件形状比较复杂和精度要求高的产品的批量生产，特别是箱体和复杂结构件的加工。在汽车、航空航天、船舶和发电等行业被大量用于复杂零件的精密和高效加工。目前，国产卧式加工中心的水平有很大提高，可以达到一般零件的高速、精密加工，基本上可以满足用户需求，但与国际先进水平相比，在精度、效率、智能化和可靠性等方面上尚有差距。 因此，目前高档卧式加工中心进口量较大。

(1)T 型结构

T型结构床身呈正T字形，工作台在横床身(前置床身)上作左右方向X轴运动，立柱在纵床身(后置床身)上作前后的动柱式Z轴运动，主轴箱在立柱上作上下的Y轴运动。由于动柱式加工中心立柱本身是一种悬臂梁结构，切削力产生的颠覆力矩将使立柱产生变形和位移，影响机床的精度，所以该结构立柱一般质量较大，以保证机床的运动特性稳定。

卧式加工中心

(2)倒 T 型结构

倒T型结构床身呈倒T字形，工作台在纵床身(前置床身)上作前后的Z轴运动，立柱在横床身(后置床身)上作左右的X轴运动，主轴箱在立柱上作上下的Y轴运动。该结构的特点能够保证移动部件的质量较轻，能满足工作台的Z轴行程较大，在精密卧式加工中心中应用较多。

(3)箱中箱结构

箱中箱结构由静止的立柱箱与在其上的运动箱组成，运动箱带动主轴箱在立柱上作左右的X轴运动，主轴箱在运动箱中作上下的Y轴运动，而工作台则作前后的Z轴运动。该结构的主轴箱对称布局，很好地克服了热变形，提高了抗弯抗扭的刚度和构件系统的固有频率，因而提高了立柱的静、动刚度。这种结构还可配备多个工作台，适用于中小型多个工件的加工，使工件装卸时间与加工时间可重合，大大提高了生产率。