数控车床上一种创新型带Y轴铣削装置

1、数控车床上一种创新型带 Y 轴铣削装置随着零件产品的多样化、少量化以及零部件的日趋复杂 化，金属切削制造业对能够加工出高质量、高精度、高效率、低 成本产品的CNC机床的需求日益增加。如何在现有技术装备和生 产能力的基础上简单、实用、高效、经济地生产出具有复合加工 能力的CNCM床，并在日趋激烈的市场环境中求得生存和发展， 是产品研发的主要目标和方向。在传统的制造工艺中， 一个零件的制造往往就需要有多种及 多台不同的加工设备来完成。 这不仅增加了设备的台数和生产厂 房的占地面积， 从而增加了企业的投入， 而且由于生产过程中零 件需在工艺和工序设备间等待、运输、检查和重新定位装夹等， 既影响加工精

2、度， 也必然增加了不少生产辅助时间。 随着金属切 削制造业的蓬勃发展， 对于传统加工方式， 甚至是使用普通的分 散式CNC加工方式都可能已不能满足机床用户对复杂零件的加 工要求。取而代之的就是把不同加工技术集中在同一台机床上完 成的集约式的复合加工方式，并已成为未来机床发展的重要方 向。具有复合加工能力CNC机床的最大优点就是能通过一次零 件装夹， 实现零件多种不同工艺的加工， 从而达到减少机床和夹 具，免去工序间的搬运和储存，提高零件加工精度，缩短制造周 期和节约作业面积的目的，为使用者带来明显效益。随着我国综合经济实力的显著提升， 我国具有车铣复合功能 的数控机床市场进入了快速发展的新时期

3、。 汽车及其零部件、 通 用机械、航空航天、模具等各行业对车铣复合机床需求不断攀升。 国产数控车铣复合机床通过择优选择国内外数控系统、 功能部件 等配套件， 加快产业化生产步伐， 其主要性能和可靠性大幅度提 高，与国外同类产品相比，具有绝对的性价比优势。一、带 Y 轴铣削装置 目前国内外生产的数控车铣复合机床大多是车、 铣共用一个 主轴，在车铣加工时需要做主轴车、铣状态的转换，其结构较复 杂，在X轴、Y轴、Z轴、C轴的四轴控制中，只能实现三轴联 动。带Y轴铣削装置是一种新型机构， 它是附加于数控车床上的 辅助装置。该装置带 Y轴功能，与数控车床上的 X、Z、C轴一起 联动加工，来实现机床的车铣

4、复合加工功能。1. 带Y轴铣削装置工作原理带Y轴铣削装置的工作原理是在数控车床的刀架下部滑块 的后端配置有沿立柱燕尾导轨面升降的铣削动力头， 铣头的上下 运动（Y轴）由伺服电机带动滚珠丝杠螺母副运动而实现，铣头 主轴自身的旋转通过变频电机直接驱动， 通过频率调整来改变铣 头的转速，满足铣削工艺的需要。2. 带Y轴铣削装置具体结构及运作情况具体结构参见图 1、图 2。在数控车床下滑块 1 的后端装有立柱 2，立柱 2 内装有与第 一驱动电机 5 连接的滚珠丝杠螺母副 8，立柱 2 左侧配置有沿立 柱燕尾导轨面 13升降的铣头体 3，铣头体 3通过螺母座 9 与滚 珠丝杠螺母副 8 连接，铣头体

5、3 内装有与第二驱动电机 4 连接的 铣头主轴 16，铣头主轴 16 前端装有通用铣夹头 17。机床下滑块 1 上设有 T 型槽 11，立柱 2 和铣头体 3 组件通 过四个T型槽螺钉12和两个定位键10与机床下滑块1连接，沿 着下滑块上的T型槽11可横向移动立柱和铣头体组件，以适应 不同外径的工件，扩大机床的加工范围。第一驱动电机 5 为伺服电机， 第一驱动电机 5 通过同步带轮 6和同步带轮 7驱动滚珠丝杠螺母副 8 运动，从而驱动铣头体 3 沿立柱燕尾导轨面13升降，实现铣头沿 Y轴的上下运动。第二驱动电机 4 为变频电机， 第二驱动电机 4 通过同步带轮14 和同步带轮 15 驱动铣头

6、主轴 16 旋转，通过调整变频电机的 频率可改变铣头主轴 16 的转速。二、带Y轴铣削装置在数控车床上的应用 为了顺应当今数控车床发展潮流， 金岭公司在广泛调研论证 的基础上，将带Y轴铣削装置应用于 CKD6183型数控车床上，开 发了一款带Y轴铣削装置的CKD6183）型数控车铣复合机床。1. 带Y轴铣削装置的CKD6183）型数控车铣复合机床基本参 数（见表 1）2. 带Y轴铣削装置的数控车铣复合机床结构特点（1）机床主轴通过交流伺服电机驱动，伺服控制实现精确分度、定位，并可参与加工插补，主轴转速范围为10800r/min , 可实现无级调速及恒速切削，温升及热变形小。（2）机床床身采用整

7、体落地式床身，导轨采用大宽度的矩 形筋与山形筋组合，抗扭性强，刚性好，可实现强力切削。（3）纵横向进给系统采用伺服电机带动高速滚珠丝杠副， 结构紧凑。 丝杠的支撑采用两端固定支撑并施加预拉伸， 以提高 传动系统刚度，吸收丝杠发热引起的热伸长造成的误差。（4）机床下滑块上配备可升降的铣削动力头，通过变频电 机带动铣头主轴旋转，通过调整电机的频率来改变铣头主轴转 速，满足铣削的需要， 从而通过一次装卡来实现机床的车铣复合 加工，满足用户一机多用的目的。3. 应用效果验证带Y轴铣削装置的CKD6183）型数控车床研制成功后，进行 了全面性能试验。 经验证，各项主要技术指标完全达到设计要求， 并在结构、动静态刚度和精度方面表现出色。将带Y轴铣削装置应用于传统数控车床上， 机床不仅能够完 成车削内圆、 外圆、 端面、锥面、 螺纹、 切槽、 倒角等加工任务， 并且能实现刀架自动转位， 完成多种工步的连续加工， 计算机还 可以存贮多种零件的加工程序， 选取方便，广泛适用于加工轴类、 盘类及套类零件，对于中小批量、多品种、多规格的相类似零件 的频繁，轮番上场加工，具有较强的适用性。同时，机床配备了 带 Y 轴铣削装置，对轴类零件上的