GMB2040龍門(mén)五軸加工中心機(jī)械技術(shù)研究.pdf

1、裝備制造業(yè)是國(guó)家工業(yè)之基石，它為新產(chǎn)品、新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)提供重要的手段，是不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，即便是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，同樣高度重視。機(jī)床是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的象征，從某種意義上說(shuō)，反映出了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平。當(dāng)今代表機(jī)床制造業(yè)最高水平的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，長(zhǎng)期以來(lái)，西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家一直把它作為重要的戰(zhàn)略物資，在機(jī)床出口和技術(shù)上進(jìn)行封鎖。著名的“東芝事件”即反映了五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床在軍工上的重要戰(zhàn)略意義?？梢?jiàn)，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床對(duì)一

2、個(gè)國(guó)家的航空、航天、軍事、模具、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)，具有舉足輕重的作用。近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的需要，對(duì)高檔數(shù)控機(jī)床的需求急劇提高。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的受控于人大大限制了我國(guó)制造業(yè)技術(shù)水平的發(fā)展，嚴(yán)重影響了航空、航天、軍事、模具、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等等行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，為打破此種格局，五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的中國(guó)制造勢(shì)在必行。 在國(guó)家振興東北老工業(yè)基地大好形式下，在我廠研發(fā)實(shí)力快速提高的條件下，

3、結(jié)合自身?xiàng)l件，決心開(kāi)發(fā)GMB2040龍門(mén)五軸加工中心，該機(jī)床的成功將為我廠數(shù)控機(jī)床的研發(fā)制造提升一個(gè)檔次，也將促進(jìn)國(guó)家裝備制造業(yè)整體水平的提高。 GMB2040龍門(mén)五軸加工中心研制的成敗主要取決于對(duì)機(jī)械問(wèn)題的解決，它是機(jī)床性能、精度和可靠性能夠達(dá)到要求的基礎(chǔ)與保證。只有機(jī)床整體布局合理，各主觀大件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和剛性達(dá)到要求，驅(qū)動(dòng)部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及主要外購(gòu)件選擇得當(dāng)，才能保證整機(jī)性能的實(shí)現(xiàn)。另外，本機(jī)床主要是主軸高轉(zhuǎn)速加工，要達(dá)到高

4、速加工的精度要求，必須相應(yīng)提高機(jī)床的三個(gè)直線坐標(biāo)軸運(yùn)行的速度和加速度，這就對(duì)機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。尤其是機(jī)床的X軸，它具有較長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)距離，會(huì)大大增加滾珠絲杠的長(zhǎng)度，而長(zhǎng)滾珠絲杠極限轉(zhuǎn)速又相對(duì)較低，又要保證X軸的高運(yùn)行速度，進(jìn)而涉及到了大導(dǎo)程滾珠絲杠的應(yīng)用及其支撐結(jié)構(gòu)的研究，其設(shè)計(jì)難度很大。又因?yàn)楸緳C(jī)床為動(dòng)龍門(mén)結(jié)構(gòu)，并且是雙滾珠絲杠同時(shí)驅(qū)動(dòng)龍門(mén)架移動(dòng)，這就對(duì)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)的同步性提出了高要求。綜上所述，本論文主要研究機(jī)床整體龍門(mén)框

5、架布局剛性的保證；研究三直線坐標(biāo)軸高速、高加速度的實(shí)現(xiàn)；研究X軸雙滾珠絲杠平行驅(qū)動(dòng)一致性的實(shí)現(xiàn)；研究大導(dǎo)程滾珠絲杠長(zhǎng)距離驅(qū)動(dòng)的精度保證與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。 為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本機(jī)床在設(shè)計(jì)中采用了三維立體設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)床總體布局、大件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)、分析，使結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳形式。在對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行精確計(jì)算，力爭(zhēng)在達(dá)到使用要求的前提下，經(jīng)濟(jì)合理。在對(duì)主要部件的選擇過(guò)程中，我們與專(zhuān)業(yè)制造技術(shù)人員進(jìn)行研究