卧式加工中心常见几种布局结构形式

卧式加工中心常见几种布局结构形式
在研究机床的布局形式时，首先要清楚机床几个运动的分配形式。卧式加工中心主要有四个运动，其中包括X、Y、Z三个坐标轴和B轴一个回转轴。关于这四个运动轴的分配方式，可全部由工件来完成，或全部由刀具来成，或是由工件和刀具共同来完成[25]。分析国内外卧式加工中心结构可知，一般都是用工作台来完成B轴的回转运动，剩下的三个坐标轴运动既可以分配给工件，又可以分配给刀具，按三个运动的分配方式，卧式加工中心可以分为以下几种结构形式。
2.2.1立柱移动、工作台固定的卧式加工中心
机床的工作台不作轴向运动，只做B轴的回转运动，主轴箱在立柱上作Y轴运动，立柱沿十字滑鞍作X、Z轴的运动，此种运动分配如图2.1 (a)所示。另一种分配形式，主轴箱在立柱上作Y、Z轴运动，立柱沿床身底座作X轴运动，此种运动分配如图2.1 (b)所示。
针对图2.1这两种卧式结构分析可知，由于这两种分配形式均使得三个坐标轴上有较大的行程范围，因此，此种结构可用于加工大型、重型的复杂箱体类零件，例如大型汽车发动机箱体等；由于运动部件的质量大，运动中产生的惯性力就大，很难实现机床的高进给速度和高加速度加工。不过运动部件的质量虽大，但较为恒定，因为刀具重量相对较小，改变刀具时，对运动部件重量变化影响不大，故机床的运动特性还是比较稳定的。
图2.1立柱移动工作台固定结构
Fig. 2.1 Movable column and fixed table structure
2.2.2立柱移动、工作台移动的卧式加工中心
机床的工作台作轴向和B轴的回转运动。工作台作X轴运动，主轴箱在立柱上作Y轴运动，立柱在底座上作Z轴运动，运动分配如图2.2 (a)所示；另一种分配方式，工作台作Z轴运动，主轴箱在立柱上作Y轴运动，立柱在底座上作X 轴运动，运动分配如图2.2 (b)所示。这两种结构的应用相对比较普遍，在国内外卧式加工中心中很常见，被称为T型床身布局。
图2.2立柱移动工作台移动结构
Fig. 2.2 Movable column and movable table structure
针对图2.2这两种卧式结构分析可知，工件和工作台的质量比立柱和主轴箱的质量轻，保证了移动部件质量最轻的原则，该种结构在精密卧式加工中心和高速加工中心普遍采用，图2.2(b)的刀具切削处的位置在Z轴方向上变化较小，工作台Z轴移动保证了 Z坐标的最大行程；两种结构的缺点为：镗头不能伸缩，不易于深孔的加工，由于运动部件的质量大，运动中产生的惯性力就大，很难实现机床的高进给速度和高加速度加工。不过运动部件的质量虽大，但较为恒定，因为刀具重量相对较小，改变刀具时，对运动部件重量变化影响不大，故机床的运
动特性还是比较稳定的。
2.2.3立柱固定、工作台移动的卧式加工中心
机床的工作台作轴向和B轴的回转运动。工作台作X、Z轴运动，主轴箱在立柱上沿Y轴运动，机床立柱不做任何的轴向运动，固定不动，工作台沿十字滑鞍作X、Z轴的运动，此种运动分配如图2.3所示。
图2.3立柱固定工作台移动结构
Fig. 2.3 Fixed column and movable table structure
针对图2.3这种卧式结构分析可知，工作台分配到了两个运动轴和B轴的回转运动。由于此种结构的镗头不作轴向运动，所以不会出现滑枕的“低头”现象所引起的误差，因此适用于大型箱体类零件的加工；该结构缺点是镗头不能向外伸缩，机床将无法对深孔进行加工。

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