卧式加工中心典型结构分析

卧式加工中心典型结构分析

卧式加工中心常见几种布局结构形式
在研究机床的布局形式时，首先要清楚机床几个运动的分配形式。卧式加工中心主要有四个运动，其中包括X、Y、Z三个坐标轴和B轴一个回转轴。关于这 四个运动轴的分配方式，可全部由工件来完成，或全部由刀具来成，或是由工件 和刀具共同来完成[25]。分析国内外卧式加工中心结构可知，一般都是用工作台来 完成B轴的回转运动，剩下的三个坐标轴运动既可以分配给工件，又可以分配给 刀具，按三个运动的分配方式，卧式加工中心可以分为以下几种结构形式。
2.2.1立柱移动、工作台固定的卧式加工中心
机床的工作台不作轴向运动，只做B轴的回转运动，主轴箱在立柱上作Y轴 运动，立柱沿十字滑鞍作X、Z轴的运动，此种运动分配如图2.1 (a)所示。另一 种分配形式，主轴箱在立柱上作Y、Z轴运动，立柱沿床身底座作X轴运动，此 种运动分配如图2.1 (b)所示。
针对图2.1这两种卧式结构分析可知，由于这两种分配形式均使得三个坐标轴 上有较大的行程范围，因此，此种结构可用于加工大型、重型的复杂箱体类零件， 例如大型汽车发动机箱体等；由于运动部件的质量大，运动中产生的惯性力就大， 很难实现机床的高进给速度和高加速度加工。不过运动部件的质量虽大，但较为 恒定，因为刀具重量相对较小，改变刀具时，对运动部件重量变化影响不大，故 机床的运动特性还是比较稳定的

(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。