精密臥式加工中心

1、高速精密臥式加工中心作為一類重要的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品，是我國汽車、航空航天、精密模具等行業(yè)領(lǐng)域急需的關(guān)鍵設(shè)備，但目前國內(nèi)開發(fā)的臥式加工中心產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品比較，在設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)和產(chǎn)品性能方面都還存在較大的差距，在基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)的深入系統(tǒng)地研究方面更顯缺乏。本論文在國家重點(diǎn)新產(chǎn)品試產(chǎn)計(jì)劃項(xiàng)目的支持下，結(jié)合成都寧江機(jī)床集團(tuán)公司的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃以及市場的需求，對自主開發(fā)的THM6363高速精密臥式加工中心的總體方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能分

2、析、制造工藝、精度檢測等技術(shù)進(jìn)行深入的理論分析和應(yīng)用研究，探討高速高精臥式數(shù)控加工中心開發(fā)模式、有關(guān)基礎(chǔ)理論和一些關(guān)鍵技術(shù)問題。本論文的主要研究成果和特色如下：(1)通過分析比較國內(nèi)外先進(jìn)高性能加工中心產(chǎn)品的技術(shù)特征，確定了本課題研究的高速精密臥式加工中心主要用于航空航天、軍工及模具等行業(yè)的中小型零件的精密加工，提出高速精密臥式加工中心設(shè)計(jì)要求和關(guān)鍵技術(shù)，制訂了自主開發(fā)具有寧江特色的高速、高效、高精、高可靠性的高速精密臥式加工中心的開發(fā)

3、計(jì)劃。(2)在分析國內(nèi)外臥式加工中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和總體布局形式的基礎(chǔ)上，提出了一種適用于中小型零件精密加工的高速精密度臥式加工中心的總體布局方案。根據(jù)“相同的綜合位移和剛度”原理，采用工作臺進(jìn)行軸向進(jìn)給和工件進(jìn)給方式可使在不同工件位置時(shí)，機(jī)床變形和變化最小，具有幾乎相同的綜合位移和剛度，確保加工精度穩(wěn)定。(3)對THM6363高速精密臥式加工中心的主軸系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)和精密回轉(zhuǎn)工作臺等功能部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入的研究，給出了主軸結(jié)

4、構(gòu)設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)了高速滾珠絲杠和直線滾柱導(dǎo)軌組合結(jié)構(gòu)的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，提出大慣量電機(jī)選擇的負(fù)載慣量以及扭矩的計(jì)算準(zhǔn)則，建立了連續(xù)回轉(zhuǎn)工作臺蝸桿蝸輪副傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)扭矩和液壓油缸緊固螺釘強(qiáng)度的分析和計(jì)算模型。(4)以THM6363高速精密臥式加工中心的立柱和整機(jī)為對象，運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和分析方法，進(jìn)行了立柱和整機(jī)的有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。建立了THM6363精密臥式加工中心的有限元分析模型并進(jìn)行了模態(tài)分析，給出了機(jī)床的前5階固有頻率及其相應(yīng)

5、振型，初步判別機(jī)床的共振區(qū)域，并對機(jī)床立柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)嘗試。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了機(jī)床樣機(jī)的性能試驗(yàn)，對有限元?jiǎng)討B(tài)分析的結(jié)論進(jìn)行了部分實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為機(jī)床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了依據(jù)。(5)根據(jù)制造技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能的準(zhǔn)則，深入研究高速精密臥式加工中心的相關(guān)制造技術(shù)，對主軸的加工工藝、導(dǎo)軌的刮研工藝、精密回轉(zhuǎn)工作臺裝配工藝以及滾珠絲杠預(yù)應(yīng)力工藝技術(shù)方法進(jìn)行了分析研究，提出了適應(yīng)企業(yè)實(shí)際需要的工藝流程和制造方法。(6)高精度位置控制是開發(fā)高精度數(shù)控機(jī)

6、床的關(guān)鍵技術(shù)。應(yīng)用當(dāng)前國際機(jī)床領(lǐng)域的先進(jìn)“空間精度”的理論，分析了影響臥式加工中心坐標(biāo)軸相互垂直精度和坐標(biāo)定位精度的因素，提出了高精度臥式加工中心坐標(biāo)軸相互垂直精度的測量和調(diào)整技術(shù)、全閉環(huán)檢測系統(tǒng)保證坐標(biāo)定位精度技術(shù)，以及運(yùn)用球桿儀進(jìn)行圓檢驗(yàn)的實(shí)際應(yīng)用方法，對全面反映機(jī)床的裝配質(zhì)量、加工性能及誤差具有重要的意義。(7)分析討論了高速切削刀具技術(shù)、高速切削工藝技術(shù)、刀具與機(jī)床接口技術(shù)等，結(jié)合大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出臥式加工中心高速切削刀具加工