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随着国民经济飞速发展和国防现代化建设的需要,制造业向着高、精、尖方向发展,特别是汽车、船舶、纺织、电子技术、航空航天、军工等国民经济和国防领域的迅猛发展,对机床的精度和生产率要求越来越高,急需一大批加工精度为“μ”级、主轴转速10000r/min以上、快速移动速度大于30m/min、自动交换工件速度快、适合进线高节拍运行,且综合功能丰富的高速、高效、高精度机床。卧式加工中心因其柔性强、工艺适应性广、结构性能稳定,市场需求旺盛,但目前主要仍以国外进口为主。为了适应国内市场的需要,满足用户对高速、高精及高性能机床的需求,研制新一代卧式加工中心势在必行。 针对以上需求,首先对卧式加工中心总体设计方案的原则和基本模块及模块化布局进行了分析比较;然后对机床进行了高刚度、高精度及高速性以及结构、热源布局对称化的研究。对主轴的卧式安装、刀库机械手、双工位交换工作台的应用,对机床气液润滑系统、冷却排屑系统,对机床的主轴热补偿及空间误差补偿、机床的性能试验及加工工艺性能试验、整机外形CAD优化设计、机构的有限元分析、对机床的高精度丝杠伺服驱动系统的设计以及高速大扭矩主轴等部件分别进行了研究,并对加工中心的性能进行预测。 为此对总体方案、传动系统、液压系统、冷却系统、主轴单元进行了设计计算;为保证基于可重组模块化设计的机床具有高刚性,高速度、高效率与高精度,对整机静、动态性能进行了有限元分析及试验,并对机床主轴的热变形及空间补偿技术进行试验,进一步验证机床的性能,对机床结构优化设计提供理论和实践上的依据,以便为以后卧式加工中心新产品设计提供准确预测技术。