【文章內(nèi)容簡介】 ，軸承的摩擦損失由此相應(yīng)減少，從而降低了主軸發(fā)熱，提高了主軸的轉(zhuǎn)速。3）冷卻方式熱變形一直是高速運(yùn)轉(zhuǎn)必須面對的問題，機(jī)床工作時各相對運(yùn)動處的摩擦而發(fā)熱造成溫差，使主軸組件在形狀和位置上產(chǎn)生變形。比臺高速旋轉(zhuǎn)的主軸電機(jī)和軸承都是發(fā)熱部件，而發(fā)熱會造成主軸軸承的內(nèi)外圈變形，以此造成軸承徑向間隙減小和接觸角的變化，這些對主軸轉(zhuǎn)速和精度危害是極大的。所以保持主軸恒溫、避免溫升也是主軸冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個重點(diǎn)。從冷卻液的選擇上，有空氣、水、冷卻油等。從冷卻效果上分析，水的粘度小，比熱和密度大，所以其冷卻最好，但是在考慮防銹的基礎(chǔ)上，認(rèn)為冷卻油比較實(shí)用。因此本機(jī)床采用油冷的冷卻方式。HT630/800精密加工中心的主軸標(biāo)準(zhǔn)配置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖： HT630/800臥式加工中心的主軸結(jié)構(gòu)1)進(jìn)給參數(shù)HT630/800臥式加工中心進(jìn)給系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定為：X、Y、Z軸快移速度40m/minX、Y、Z軸進(jìn)給速度110000mm/min定位精度（X、Y、Z軸）重復(fù)定位精度（X、Y、Z軸）2）進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用滾珠絲桿的驅(qū)動方式仍然是現(xiàn)在國內(nèi)大多數(shù)機(jī)床設(shè)計(jì)采用的驅(qū)動方式。因此，作為主要進(jìn)給驅(qū)動執(zhí)行元件：電機(jī)——滾珠絲桿——導(dǎo)軌，要適應(yīng)機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動高速化，高精度的要求。HT630/800臥式加工中心的進(jìn)給系統(tǒng)采用半閉環(huán)方式，反饋信號是由安裝在伺服電機(jī)上的脈沖編碼器反饋到位置偏差檢測器。脈沖編碼器與電機(jī)同軸，電機(jī)與絲桿直接相連，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)少，轉(zhuǎn)動慣量減少，使伺服特性有較大改善。由設(shè)計(jì)公式和經(jīng)驗(yàn)可知，滾珠絲桿的最大直線運(yùn)動速度與伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速和絲桿導(dǎo)程成正比，因此工獲得較高的進(jìn)給速度和加速度，必須增大絲桿的導(dǎo)程，采用高轉(zhuǎn)速和高扭矩的電機(jī)、降低傳動系統(tǒng)的傳動慣量和運(yùn)動質(zhì)量。據(jù)此，X、Y軸選擇雙螺母預(yù)緊絲桿FFZD40103P3，Z軸選擇雙螺母預(yù)緊絲桿FFZD50103P3，并選擇滾球絲桿專用角接觸球軸承（60176。接觸角），2對背對北組合使用。伺服電機(jī)應(yīng)能滿足：最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩不得超過電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩折算到電機(jī)機(jī)軸了的最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩；執(zhí)行部件的快速移動轉(zhuǎn)矩不得超過伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。；(帶制動器)；。為了確保機(jī)床的定位精度和工作穩(wěn)定性，在機(jī)械傳動裝置上，要求是無間隙低摩擦、低慣量、高剛度、高諧振以及適宜的阻尼比。目前，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，將電機(jī)與滾珠絲桿直接聯(lián)系，采用DLM型脹套聯(lián)結(jié)彈性膜片聯(lián)軸器，可減少噪聲，消除配合間隙，提高傳動剛度。HT630/800臥式加工中心除了沿X、Y、Z三個坐標(biāo)軸直線運(yùn)動外，還帶有繞Y軸旋轉(zhuǎn)的數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺，它的功用是承載被加工零件并實(shí)現(xiàn)精確分度或作為聯(lián)動軸進(jìn)行聯(lián)動加工。 本機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺技術(shù)參數(shù)如下：B軸連續(xù)回轉(zhuǎn)分度定位精確度6” ；B軸連續(xù)回轉(zhuǎn)分度重復(fù)定位精確度4”由于分度回轉(zhuǎn)工作臺的定位精度和重復(fù)定位精度要求較高，為滿足分度精度的要求，TH630/800臥式加工中主的回轉(zhuǎn)工作臺采用齒盤定位方式。齒盤分度工作臺的分度精度主要由齒盤尺寸精度及坐標(biāo)精度決定，最高可達(dá)177。5”。對于工作臺的夾緊機(jī)構(gòu)采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行壓力夾緊。工作臺工作原理示意圖如下：. HT630/800臥式加工中心立柱的有限元分析立柱作為移動部件，在機(jī)床自身重力作用的情況下，立柱引起機(jī)床的變形最大，占總變形比重的30%以上。同時，立柱結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性直接影響機(jī)床的加工精度。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用已從二維輔助繪圖向三維輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)和CAD/CAE/CAM/PDM一體化集成、網(wǎng)絡(luò)并行工程、數(shù)字化設(shè)計(jì)制造方向發(fā)展。因此本項(xiàng)目采用CAE分析模型與優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，對TH630/800臥式加工中心的立柱進(jìn)行有限元析。其流程如下：通過SOLIDWORKS建立立柱的三維實(shí)體模型，并將實(shí)體導(dǎo)入ANSYS中。對立柱加載最大切削力，運(yùn)用靜力分析，得出立柱最大變形部位發(fā)生在頂端部位，且隨著立柱高度的增加而相應(yīng)變形會加大。從優(yōu)化目的考慮，將立柱底部的前后導(dǎo)軌作成一上一下，不在同一平面內(nèi)，這樣有利于立柱前導(dǎo)軌面的穩(wěn)定，并相應(yīng)修改底面前后導(dǎo)軌面的高度，同樣按照有限元分析的流程對優(yōu)化模型進(jìn)行分析，立柱的剛性有了一定的提高，變形量減少20%。4. HT630/800臥式加工中心的關(guān)鍵工藝1)主軸零件主軸是臥式加工中心的關(guān)鍵件，其精度要求高，加工工藝復(fù)雜，且加工質(zhì)量直接影響主軸的性能。主軸上所有回轉(zhuǎn)類零件都要考慮旋轉(zhuǎn)的動平衡問題，加工時對內(nèi)孔，外圓同軸度都需要進(jìn)行工藝控制。按照以上思考原則，對主軸零件的工藝特性進(jìn)行仔細(xì)分解、分析，考慮以下措施：，主軸毛坯選用鍛打形式，細(xì)化內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，提高材料的工藝穩(wěn)定性；，采用高精度外圓磨床對主軸軸頸進(jìn)行加工，主軸錐孔采用內(nèi)錐孔精磨設(shè)備，且在主軸軸頸精磨工序之后，且以主軸兩段軸頸為加工基準(zhǔn)，主要工序精加工前必須安排一道熱處理工序（冰化、時化），進(jìn)一步降低內(nèi)應(yīng)力變形影響等。2)導(dǎo)軌面加工工藝措施 隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，臥式加工中心為了獲取更高的效率和設(shè)備的易維護(hù)性，導(dǎo)軌形式已廣泛地選擇直線滾動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。因此解決導(dǎo)軌安裝問題，也即是要提高導(dǎo)軌面加工工藝措施。a. 導(dǎo)軌底座必須合理地進(jìn)行兩次以上熱時效，減小應(yīng)力變形；b. 導(dǎo)軌安裝面的粗加工在龍門銑床上加工，然后采用精密龍門磨床上精加工，確保加工后測量精度的準(zhǔn)確性。c. 配備專門設(shè)計(jì)的刮研模具，對機(jī)床導(dǎo)軌采用手動刮研，對導(dǎo)軌安裝面的精度按機(jī)床綜合性能要求進(jìn)行工藝修正，一般底座導(dǎo)軌安裝面的直線度按中凹控制。d. 為了檢查手動刮研的精度，要采用電子水平儀和自準(zhǔn)直儀等檢測儀器來分析傾斜和搖擺度，一般沿導(dǎo)軌表面每步移動100mm為一個單位進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣測量直線度、傾斜和搖擺誤差。3）滾珠絲桿預(yù)拉伸結(jié)構(gòu)工藝在裝配過程中，通過施加預(yù)緊力消除滾珠絲桿內(nèi)部的間隙，提高絲桿的軸向接觸剛度。較大預(yù)緊力會使軸承的滾珠變形量增大，造成軸承發(fā)熱量大，加大絲桿的熱變形，而較小的絲桿預(yù)緊力卻不能補(bǔ)償熱變形量，影響機(jī)床精度所以適當(dāng)?shù)慕z桿預(yù)緊力對于絲桿裝配至關(guān)重要。通常先計(jì)算絲桿熱位移量大小，采用雙螺母預(yù)緊方式。在一根絲桿上裝兩個螺母，通過墊片對其施加一定的預(yù)緊力F0的作用下，在絲桿的拉伸螺母一端安裝測量千分表，觸頭頂在絲桿端面，收緊拉伸螺母直到千分表變化到計(jì)算預(yù)拉伸位移量，鎖緊螺母即可。5．項(xiàng)目研發(fā)主要設(shè)施明細(xì)表序號設(shè)施名稱用途設(shè)施技術(shù)參數(shù)1SOLIDWORKS設(shè)計(jì)及分析軟件研發(fā)設(shè)計(jì)2高精密導(dǎo)軌磨床床身導(dǎo)軌磨削最大磨削寬度：1000mm最大磨削長度：6000mm直線度：3龍門銑床床身導(dǎo)軌加工工作臺尺寸：4M切削速度：2500平行度：粗糙度：4精密外圓磨床主軸軸頸加工最大磨削直徑長度:3201000mm圓柱度：粗糙度：5精密內(nèi)錐磨床主軸內(nèi)錐孔加工砂輪轉(zhuǎn)速5600rpm6主軸箱精密鏜床專機(jī)主軸孔加工工作臺尺寸：8001000主軸轉(zhuǎn)速：101000rpm圓柱度：7精密平面磨床回轉(zhuǎn)工作臺加工最大磨削尺寸50016005