数控逆向加工组合机床的结构

数控逆向加工组合机床的结构

　　受其组成零部件的重力因素逆向组合机床的总体结构见图 1 ， 图2是立柱纵剖面视图 。 图中 ， 1 - 底座 ， 2 - 滑板 ， 3 - 立柱 ， 4 - 滑枕 ，5 - X 轴伺服电机 ， 6 - X 轴滚珠丝杆 ， 7 - X 轴导轨 ， 8 - Y 轴导轨 ， 9 - Y 轴滚珠丝杆 （ 两个 ） ， 10 - Y 轴伺服电机（ 两个 ） ， 11 - 平衡油缸 ， 12 - 工装夹具 ， 13 - 多轴箱 （ 若干个 ） ， 14 - Z 轴伺服电机 ， 15 - C 轴回转台 ， 16 - 多 轴箱电机 ， 17 - 刀具 ， 18 - 主轴 ， 19 - Z 轴滚珠丝杆 ， 20 - 活塞杆 ， 21 - Z 轴导轨 。

　　机床由底座 、 立柱 、 滑板 、 滑枕 、 回转台 、 工装夹具 、 多轴 箱 、 刀辅具 、 数控系统和其他功能部件等组成 ， 伺服电机 、 滚珠丝杠 、导轨及其联接的不同运动部件构成 X 、Y 、 Z 三个方向的数控轴 ， 立柱设于底座上并作水平左右直线运动 ， 构成 X 轴 ， 滑板设于立柱正面并作竖 直 上下直线运动 ， 构成 Y 轴 ， 滑枕设于滑板的方孔内作水平前后伸宿直线运动 ， 构成 Z 轴 ， 回转台设于滑枕前端并作回转运动 ， 构成 C 轴 ， 工装 夹具可设于 C 轴回转台上 ， 也可以去掉回转台直接安装在滑枕端面 ， 被加工零件装夹在夹具内 ， 在夹具对面和侧面叠加安装若干个多轴箱模块 ， 如可在左侧叠加安装若干个多轴箱模块 ， 也可在右侧同样叠加安装若干个多主轴箱模块 ， 也可在对面叠加安装若干个多轴箱模块 ， 或同时在左右两侧以及对面叠 加安装若干个多轴箱模块 。

　　图 1 机床主视图

　　立柱 3 设于底座 1 上 ， 立柱 3 和底座 1 之间设有 X 轴导轨 7 ， 由 X 轴伺服电机 5 驱 动 ， 通过 X 轴滚珠丝杆 6 传动 ， 带动立柱 3 沿 X 轴导 轨 7 左右 运 动 ； 滑板 2 设于立柱 3 的正面 ， 滑板 2 和立柱 3 之间设有 Y轴导轨 8 ， 两个 Y 轴伺服电机 10 同时驱动 ， 通过 Y 轴滚珠丝杆 9 传动 ， 带动滑板 2 沿 Y 轴导轨 8 上下运动 ； 在立柱 3 的顶部中间位置安装平衡油缸 11 ， 活塞杆 20 下端与滑板 2 连接 ； 滑枕 4 设于滑板 2 的方孔内 ， 滑板 2 和滑枕 4 之间设有 Z 轴导轨 14 ， Z 轴伺服电机 14 驱动 ， 通过 Z 轴滚珠丝杆传动 ， 带动滑枕 4 沿 Z 轴导轨 14 前后伸缩运动 ； 工装夹具 12 可设于 C 轴回转台 15 上 ， C 轴回转台 15 设于滑枕 4 的前端 ， 或工装夹具 12 也可直接安装在滑枕 4 端面 ； 在工装夹具12 对面叠加安装若干个多轴箱 13 ， 多轴箱 13 都为固定不动 ， 可在左侧叠加安装若干个多轴箱 13 ， 也可在右侧同样叠加安装若干个多轴箱 13 ， 或同时在左右两侧及对面叠加安装若干个多轴箱 13 ， 各多轴箱 13 的主轴 18 上安装刀具 17 。底 座上的 X 轴亦可设为双滚珠丝杆副驱动 ， 被加工工件装夹在工装夹具 12内 。

　　图 2 立柱纵剖面视图

　　机床的 Y 轴需要进行竖直方向的往复运动 ， 影响较大 ， 容易造成运动不平稳 ， 并会导致损失部分运动精度 。 为了改善 Y 轴的动力学性能 ， 在滑板两侧采用双滚珠丝杆副驱动 ， 并与滑板线对称设置 ， 使得滑板进给力受力与滑板承受切削力的重合 ，大大改善了导轨及滚珠丝杆副的受力状况 ， 进给机构受力均匀 ， 提高了定 位精度和加工精度 。 同时 ， 滑板中间还设有一个平衡油缸 ，与滑枕线重合 ， 用以平衡滑板和滑枕 、 回转台 、 夹具的重量 ， 使其与平衡油缸的平衡力作用重合 ， 导轨及滚珠丝杆副受力均衡 ， 进给机构承受的附加偏转力矩很小 ， 进一步改善了导轨及滚珠丝杆副的受力状况 。