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3-60 复杂型面加工一体化研究张国文 用一台机床加相应装置简化原来多台机床、多次装夹才能完成的复杂型面加工，进而提高产品质量、工效和安全可靠性。第一步是在现有立式加工中心上实现含车削功能的六轴控制四轴联动，实现车、铣、钻等复杂型面加工技术一体化；第二步是开展炸药件加工与检验过程自动化研究，利用现有三坐标测量机实现工件包括检验在内的“完全加工”。 在现有三轴控制三轴联动和仅有钻、铣功能的立式加工中心上，实现含车削功能的六轴控制四轴联动，具有车削功能可倾式数控转台研制。在硬件上实现了六轴运动 (原机床的X、Y、Z加上B、C、C″);在数控系统上完成了六轴控制四轴联动，实现车、铣、钻、镗加工技术一体化。为了满足在车削时主轴夹紧和钻、镗、铣削及换刀时主轴转动而专门设计主轴夹紧松开装置。采用双作用汽缸夹紧结构 , 其原理见图1。根据制动杆受力分析计算夹紧力为823N。由于主轴在静止状态下夹紧主要克服切削力造成主轴转动, 夹紧力远大于由试验所得切削力Pz=50～80N，所以主轴夹紧是可靠的。
主轴定位夹紧，松开控制电路设计：只有在车削状态下，才允许夹紧轴；主轴必须先定向再夹紧，以保证车刀方向固定；主轴夹紧后，不允许启动主轴和换刀；当主轴夹紧时，保证进给运动正常；主轴必须先松开后，方可换刀和转动（控制电路图略）。 机床三种运动状态参数的计算机转换设计 , 所谓三种运动状态是: X、Y、Z、C″ 联动；C″是C轴自旋, 车削运动。X、Z、B、C联动；X、Y、Z、A(C)联动。采用微机实现三种运动状态的参数转换，又快、又准确。主轴定位夹紧、松开控制电路设计:只有在车削状态下, 才允许夹紧轴；主轴必须先定向再夹紧, 以保证车刀方向固定; 主轴夹紧后, 不允许启动主轴和换刀；当主轴夹紧时, 保证进给运动正常;主轴必须先松开后,方可换刀和转动。经上述工艺试验证明在一台机床上实现车、铣、钻、镗等加工工艺技术一体化是可行的。加工精度较高，主要检验项目一次合格率达到 90％，特别是孔、槽、端面和曲面位置误差为0.01～0.02mm；试验工艺规程可行。开口胀环设计合理，保证产品不裂；主轴夹紧装置设计简单可靠。产品加工不需要专用工装，找正方便，效率高。 |
