车铣复合机床五轴头关键技术

车铣复合机床五轴头关键技术

李宪凯

摘要 介绍了车铣复合机床五轴头的动力主轴锁紧、松夹刀机构等的设计难点,以及关键技术解决的思路。

关键词 车铣复合机床 五轴头 关键技术

中图分类号 TH122 文献标识码 B

车铣复合机床的五轴头(以下简称车铣五轴头)可以说是车铣复合机床的心脏(见图1)。由于车铣复合机床的形式很多,五轴头的形式也多种多样。车铣五轴头不但要像镗铣主轴一样,除具有铣、钻、攻丝、镗等功能,还具备车的功能,即实现刀具动力主轴定向停车、锁紧。这是车铣五轴头区别于镗铣五轴头的一个标志。它比镗铣五轴头更复杂,技术含量更高。下面就

车铣五轴头的几项关键技术加以论述。

图1

1.几项关键技术(1)动力主轴锁紧

动力主轴锁紧是车铣五轴头的一个特殊要求。在车削过程中,车刀是非旋转刀具,且需保证准确的中心高,要求动力主轴限制原有的旋转自由度,实现准确定向停止。由于车削过程中主轴受力较大,限制旋转自由度的力相应很大,这种限制只有通过机械方式实现,而任何一种机械式结构都会不可避免地产生超定位。

目前常见的锁紧机构为三齿盘。由于三齿盘结构在轴向和径向同时定位,限制了六个自由度,而原有主轴已限制了五个自由度,这样就有五个自由度超定位。其优点是可以获得非常好的刚度,但对零件加工精度、零件装配精度的要求就会大幅度提高,给零件制造、装配都提出了更高的要求。三齿盘锁紧机构在车铣五轴头中的位置对加工性能有很大影响,通常有两种形式。一种是装在主轴前轴承的前端(见图2)。这样锁紧位置离车削受力点近,对重切和震切非常有利;另外三齿盘的液压夹紧机构有消振作用,对长刀杆切削有利。另一种是装在主轴前轴承的后端(见图3),这种形式在铣削时,刀具受力点距主轴前轴承的距离短,有利于铣削,对提高镗、铣削刚度,

提高表面加工质量十

图

2

图3

分有利。

三齿盘装在主轴前轴承前端,装配相对容易;三齿盘装在主轴前轴承后端,装配难度较大,且不利于维护。一般实现主轴定

向的角度认别机构因其体积大,不能用于车铣五轴头。

(2)松夹刀机构

车铣复合机床都带有一个自动换刀机构(见图2)。由于车铣五轴头主轴比一般镗铣主轴短,而一般松夹刀机构均较长,这就给松夹刀机构设计带来难度。此外松夹刀机构的松夹力一般在1300kN 以上,且是瞬间动作,冲击力很大,对主轴轴承有损害。如何使主轴轴承不受冲击,而且在一个有限的空间内实现松夹刀,是车铣五轴头的另一个难题。

(3)油、水、气通道

车铣五轴头要求有主轴定向松夹,刀具松夹外冷却、内冷却和气密封、自动润滑,要有八个以上油、水、气通道(见图4)。相关的执行元件要有检测,需要有6~9个电线组,油、水、气和电

设备管理与维修 2005l 12

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z

图4

的配送易发生故障,其结构布置对车铣五轴头的可靠性有重要的影响。

(4)车铣五轴头的B 轴

车铣五轴头的B 轴(图5)在旋转功能上与铣削五轴

头有很

图5

大的区别。一般铣削五轴头只需任意角度连续旋转,而车铣五轴头除了需要任意角度连续旋转外,还需要有限指定角度锁紧、任意角度锁紧。任意角度连续旋转是加工连续曲面的要求,技术关键是传动链消隙和具有足够的转矩。

固定角度锁紧是为了满足加工指定角度平面或定向结构的要求。由于B 轴转动链很难做到无隙,即使做到传动刚度也不够。为了能实现有限指定角度强力切削,一般采用定向三齿盘锁紧。这种锁紧方式可实现高刚度。

任意角度锁紧是为了实现任意角度定向加工要求而设计的。由于三齿盘结构只能实现有限角度锁紧,任意角度的锁紧必须用其他方式来实现,其锁紧方式各个生产厂家则均有自己的诀窍。

2.关键技术的解决思路

动力主轴定向锁紧方式要根据主轴实际应用中是侧重车削还是铣削。以切削方式来选择有利于发挥结构优势,保证加工件的质量;松夹刀机构的解决方案关键是主轴在松夹刀过程中不受力。结构上一定要使松夹刀成为主轴内力;配油、水、汽主要要考虑由于管路曲折,压力损失大,应尽量加大管路直径;B 轴的关键是解决任意角度的锁紧,主要应考虑选择一种刚度好的方案,可靠性高。B 轴的任意角度旋转主要应解决如何消除传动间隙,实现无间隙和小间隙传动。

车铣五轴头可以是机械式主轴,也可以是电主轴,文中提到的关键技术是共性的。每个关键技术均有多种解决方案,文中所提出的思路在国外和国内都有成功的应用案例,正确的使用会少走很多弯路。如果上述难点能得到创造性解决,车铣五轴头的性能就有可能赶上或超过国外同类产品水平。

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作者通联:沈阳数控机床有限责任公司 沈阳市铁西区北

二东路10号 110025

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(上接18页)

行定位,即把基准回转分度器圆柱体上的红点与A 面上的红点对齐,且基准回转分度器处于锁定状态,也就是测量时的零点位置。

5.采用双向交替转动顺序进行测量,即先从一个方向转动测量各目标位置(0b ~360b ),再从相反的方向转动测量一次(360b ~0b )。按照这一测量转动顺序,直至完成所要求的测量转动次数。另外,在编辑测量转动程序时,还要充分考虑首目标位置和末目标位置的越程,通常选择5b ,主要考虑消除转向时的间隙。

6.系统控制被测回转轴的转动,编辑一段测量转动程序,该程序与计算机主菜单设置的数据采集程序相一致。然后,按照测量转动程序依次转动到每个目标位置上,并在每个目标位置上停留一段足够长的时间。以便RX10回转轴精度测量软件,监控被测回转轴的每个目标位置,并等候稳定在/读数稳定性0允许范围之内,随即RX10回转轴测量软件以每秒5次的测量速度进行采集数据。停留时间长短由/测量期0参数决定。采集数据的时间,由计算机屏幕上不断增加的箭头显示来表明。当箭

头结束/测量期0时,RX10回转轴测量软件将采集数据进行平均,计算出该目标位置的角度误差并显示于屏幕误差栏中,同时也显示出角度误差趋势图形。随着测量次数的增加,所显示角度误差趋势图形也随之改变,因此,可比较直观的反映和观察到每次测量角度的误差值。按照测量转动顺序重复5次双向交替数据采集后,将采集的数据进行存盘。

7.启动数据分析软件,可以根据GB10931-89或国际上通用的ISO230、VDI/DGQ3441等标准,来评定被测数控机床回转轴的位置精度。包括定位精度、重复定位精度、反向偏差和位置偏差。并且可以打印出每次测量各目标位置的原始偏差数据及回转轴位置精度的偏差趋势分析图形。借此直观地反映出被测回转轴的实际偏差情况,得到被测回转轴偏差的参考数据,以便改进装配工艺和补偿修正。

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作者通联:沈阳第一机床厂质量保证部 沈阳市铁西区兴华北街22号 110025

E -mail:liyuwensy@https://www.sodocs.net/doc/ff11922530.html,

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车铣复合机床

毕业设计（论文） 文献综述 二○一二 年 题 目 车铣复合机床12工位刀架及部分控制电路设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机084 学 号 3080211115 学 生 雷旭阳 指导 教师 刘鸿雁

前言部分 前言 目前，世界上越来越多的复杂零件采用复合机床进行综合加工。经过搜索了大量的网络信息和查看大量有关机床资料，发现复合加工机床已成为机床发展的一个重要方向。复合加工技术是20世纪末兴起的一门先进制造技术。随着工业技术的蓬勃发展，复合机床应运而生。近年来，越来越多的复杂零件采用复合机床进行综合加工，它的种类也日渐繁多起来。复合加工机床最突出的优点是大大缩短零件的生产周期、提高零件的加工精度[1]。 为什么复合加工机床能使工件在一次装卡中完成大部分或全部加工工序呢？其归功于自动转位刀架，因此车铣复合车床刀架及部分控制电路设计也成为工业发展的一个重要方面。 为了提高生产率，压缩非切削时间，随着自动化技术的发展，机床的刀架也产生了许多变化，各种刀具的自动更换装置得到进一步的完善和提高，现代机床逐步发展成为在一台机床上只需要一次装夹即可完成多工序或全部工序的加工。特别是车铣复合机床上安装的刀架，采用电驱动，通过机械机构来完成刀架的松开，抬起，转位，定位和夹紧等动作，这类刀具自动更换装置通常有较大的刀具容量，能够快捷可靠地完成自动换刀，充分体现了它的加工的自动化和高效化。刀架自动化的发展对社会制造业有着至关重要的作用。

相关概念 1.1车铣复合加工的含义 车铣是利用铣刀旋转和工件旋转的合成运动来实现对工件的切削加工, 使工件在形状精度、位置精度、已加工表面完整性等多方面达到使用要求的一种先进切削加工方法。车铣复合加工不是单纯的将车削和铣削两种加工手段合并到一台机床上, 而是利用车铣合成运动来完成各类表面的加工, 是在当今数控技术得到较大发展的条件下产生的一种新的切削理论和切削技术 1.2复合加工机床的定义 国际上对复合化机床尚无明确定义，目前正处于创新发展之中[2，3]。复合加工又叫完全加工、多功能加工。早期曾将加工中心称为复合加工机床。但是随着复合加工技术的不断发展与进步，现在的复合加工机床与以前所称的复合加工机床有了本质上的区别。复合加工机床通过一次装夹零件完成多种加工工序，缩短了加工时间，提高了加工精度，因而受到用户的欢迎。数控车铣复合机床是复合加工机床的一种主要机型，通常是在数控车床上实现平面铣削、钻孑L攻丝、铣槽等铣削加工工序，具有车削、铣削以及镗削等复合功能，能够实现一次装夹、全部完上的加工理念[14]。 车铣复合加工机床的运动包括铣刀旋转、工件旋转、铣刀轴向进给和径向进给四个基本运动。

车铣复合机床厂家-车铣复合数控机床品牌【大全】

车铣复合机床厂家_车铣复合数控机床品牌大全 机床复合化是机床发展的重要方向之一。复合机床又包括车铣复合机床、车铣磨复合、铣磨复合、切削与3D打印复合、切削与超声振动复合、激光与冲压复合等多种多样的形式，复合的目的就是让一台机床具有多功能性，可一次装夹完成多任务，提高加工效率和加工精度。复合机床中，车铣复合机床最多见，也是使用最多的复合机床种类。那么目前进口车铣复合机床厂家，国外车铣复合数据机床品牌有哪些呢？国内有哪些车铣复合机床厂家呢？中国车铣复合数控机床品牌有哪些呢？ 国外车铣复合机床厂家品牌有哪些？ 车铣复合机床厂家——奥地利EMCO集团 奥地利EMCO公司是一家有着近60年历史的专业车床制造厂家，迄今为止全世界有超过100万台EMCO机床在为各行各业进行服务。EMCO公司总部坐落在奥地利的萨尔斯堡附近，现在的EMCO公司600多名员工的规模。EMCO公司生产的数控车床品种丰富，从简单的两轴数控车床直到拥有八根轴的数控车铣复合机床；从用于产品研究开发的双主轴车铣中心到用于大批量生产的四主轴双刀塔车铣中心；从最大加工直径仅为的小型车削中心到加工直径为的大型车削中心；从最大工件长度仅为的小型车床直到可加工长零件的大型卧车。 车铣复合机床厂家——德国埃马克集团 倒立式车床在埃马克诞生，和一般的卧式车床不一样的是倒立车通过主轴抓取工件，以一种革命性的方式颠覆了传统的自动化概念，特别适合高精度大批量生产的需要，一经推出便

受到以汽车零部件为代表的客户的青睐。经过30 年的不断发展，已由单纯的车床演变成可以具备车、钻、镗、铣、磨、滚齿和激光加工等众多工艺的复合机床。其优点是工件自动上下料，加工和节拍时间短，工件加工质量高，工序链短，工艺可靠，单件加工成本低。 德国奈尔斯—西蒙斯NILES-SIMMONS车铣复合加工中心 主要生产车铣复合加工中心、立卧式车削加工中心、车铣加工中心、立卧式铣削加工中心、汽车工业专机及生产线、不落轮车床、轮对故障自动诊断系统和全套的铁路车轴、车轮、轮对加工组装设备等。 车铣复合机床厂家——德国舒特schuette公司多主轴车铣加工中心 多主轴车铣加工中心的供应商。 车铣复合机床厂家——皮特卡纳基公司 皮特卡纳基公司成立于1922年，其产品有：立式车（铣）复合，龙门铣（加工中心），柔性制造系统等，广泛应用于能源（火/核/水/风电）、航空航天（发动机、火箭、涡轮机）、通用机械、矿山机械和轨道交通（高铁）等领域。 车铣复合机床厂家——西班牙BOST博士特公司机床介绍 致力于重型高精度机床的技术开发和制造和安装，包括立式车床、卧式车床、曲轴车铣复合等。 车铣复合机床厂家——意大利Famar双主轴倒立车生产线

浅谈WFL车铣复合机床测量循环的后置处理

浅谈WFL车铣复合机床测量循环的后置处理 WFL车铣复合机床除了有强大的多轴加工功能，还能自动找正零件和在线测量零件。有了这些功能，车铣复合机床不仅能够大大提高零件的加工精度，而且能够大大提高零件的加工效率。 WFL车铣复合机床的功能比较强大、效率比较高，不仅有车、多轴铣和镗孔，还有多种测量循环，因此编程就比较复杂。实际生产中，虽然手工编程也能实现这些功能，但是手工编程也有一定局限性，因此实现车铣复合机床的电脑自动编程，是一件很有意义的事情。 以下就以WFL机床的一个简单的测量循环“PROBE”为例，叙述如何使用NX软件编程，以及后置处理输出WFL车铣复合机床测量循环的方法。 一、机床测量循环的代码定义 要写出能输出“PROBE”的正确的后置处理程序，首先必须要理解WFL车铣复合机床测量循环“PROBE”的含义―该测量循环的含义是在随机轴上测量轨迹点。该测量循环的格式为：PROBE(AX，DIS，MP，NUM)，各参数的含义如下。 ◎AX：测量轴。测头由AX定义的运动轴以很快的进给率(一般是以G0的速度)接近工件，然后进行测量，在WFL车铣复合机床上有三个测量轴，X1、Y1和Z1，即机床的X、Y和Z轴。 ◎DIS：测头移动的距离。测量轨迹点(即零件上要测量的点)到起始点(开始执行G1的点)之间的距离必须在DIS定义的距离之内，即二者距离必须小于该值。如果测量轨迹点与起始点之间的距离大于该值时，测头是测量不到测量轨迹点的。DIS值可以为正也可以为负，分别表示测量轨迹的运动方向是沿着测量轴的正方向还是负方向。 ◎NUM：在第一次测量轨迹点之后，测头会沿测量轴稍回撤，然后以正常的测量进给率重复测轨迹点，重复的次数由NUM指定，一般是测量3次。 ◎MP：是指定测量结果的存储位置。测量结果输出到机床的内存单元MC_P〔0中，同时被存储到以MP为下标的机床内存中，变成测量点MC_POINT〔MP〕。 我们只要在后置处理的程序中正确定义了这4个参数，并实现其输出，就可以输出该测量循环的正确机床代码。 以下的一段机床代码就是PROBE 应用的一个实际的例子，测量的零件和测量点如图1所示。 … N035 G54

复合加工机床

复合加工机床 产品的加工过程链越长，生产周期就越难以控制。影响交货期的瓶颈常常在于机床辅助时间和工件在工序之间的滞留，所以减少工作场地的数目也就意味着缩短生产周期。 大量生产方式的特征是工序分散、按节拍组织流水生产，这是一种刚性的生产自动化。这种生产方式早已不适应今天的需要。20世纪70年代出现的加工中心以及80年代开始出现的柔性制造系统（FMS)标志着生产过程柔性化的开始。但是柔性制造系统并没有完全摆脱传统加工工艺的束缚，它由许多台加工中心加上高度自动化的物流输送系统组成，导致系统价格和维护成本昂贵，因而没有获得广泛的工业应用。取而代之的是90年代的五面体加工中心的发展，它基本实现了箱体零件的全部工序的加工，是现今复合加工机床的先导。 复合加工机床是以现代柔性自动化的数控机床为基础，以传统加工中心的“集中工序、一次装夹实现多工序复合加工”的理念为指导发展起来的新一类数控机床。当工件在其上装夹后，通过对加工所需工具（切削刀具或模具）的自动更换，便能自动地按数控程序依次进行同一工艺方法中的多个工序或不同工艺方法中的多个工序的加工，从而减少非加工时间，缩短加工周期，达到提高加工精度和加工效率的目的。因此，数控复合加工机床从其加工的复合性来分，可分为工序复合型和工艺复合型两大类。工序复合型如一般的锉一铣加工中心、车削中心、磨削中心等，在一台机床上只能完成同一工艺方法的多个工序加工；而工艺复合型则有车一铣复合中心、车一磨复合中心、

车削一激光加工中心等。 复合加工机床的定义及其具有的功能是随着时代的变化而变化的。过去的复合加工机床主要是指工序复合型的加工中心，但因工具交换和加工的品种受到限制，而且也走不出切削加工的领域，现在的复合加工机床主要是指工艺复合型的数控机床。同样，现在的复合加工机床不再被称为“复合加工机床”也为时不远了。 典型复合加工机床有： 1．车削为主型 回转体零件的复合加工一直是复合加工技术的研究热点。1979年，日立精机公司公开的“复合数控车床SLC"具有铣加工用的主轴和Y轴、ATC（自动工具交换装置）、车床主轴的分度功能等，在当时构筑了复合加工机床风格的先进产品。同一时期，山崎马扎克公司开发了称为“复合加工机床基础的带铣加工功能的CNC车床”，该公司于1983年开始销售成为现在的复合加工机床原型的带ATC装置的CNC 复合车床Slant turn 40ATC Milcentero 机床复合加工功能随控制轴数的增加而增加，除了应用较多的具有铣削功能的3轴控制 (X，Z， c）车削中心外，又推出了可钻削或铣削偏离工件中心之孔或槽的4轴控制（X， Y，Z， c）车削中心，而近几年开发的重点则是5轴控制(X， Y， Z， B， C）的车铣中心。 5轴控制的车铣中心，既增加了B轴（使刀架绕Y轴摆动）以钻斜孔和铣斜面，又能够对曲面进行多轴联动铣削，更重要的是对机床结构作了重大改进，它不使用转塔刀架而代之以大功率、高转速的电

vericut6中文教程-构建二轴车铣复合机床

Session 44 构建一个二轴运动的车铣中心 在这一课中演示怎样定义一个 VERICUT 二轴运动的车铣中心。通过这课演示定义有刀塔和多种刀具 加载的机床的应用。课文中集中在定义部件和模型来构建一个功能型的机床。极少的考虑部件显示的性质。 图 106.1 所示例子被定义的数控机床刀具。图中确定机床坐标（XcYcZc axes)，运动坐标系和主要部件。使用 Fanuc 15T 车床控制系统。一个倾斜 45o的卧式车床；因此 X 轴有 45o的斜度。塔盘上有 12 个指针位 置。样板程序将使用三把刀具。构建好二轴车床以后并且配置一个合适的项目文件，VERICUT 将配置好以 后再通过数控程序仿真机床运动。 图 106.1 所示，XcYcZc 坐标系表示机床零点坐标系统。图示机床位置在 X460 Z520。 图 106.1 车铣中心 步骤： 1．建立一个公制的项目文件。 运行 VERICUT 应用程序。 223

选择File> New Project > Millimeter 菜单按钮。 2．在 Machine/Cut Stock 视图中显示坐标系。 在图形区，右击，从系统弹出的快捷菜单中选择View Type> Machine/Cut Stock 菜单命令。 在图形区，右击，从系统弹出的快捷菜单中选择Display Axes > Component 菜单命令。 重复操作显示 Model 坐标系。 重复操作显示 Driven Point Zero 坐标系。 在图形区，右击，选择View > H-ISO 菜单命令。 3．打开 Fanuc 15T 为车床配置系统控制文件。 Project，从系统弹出的右键快捷菜单中选择Expand All Children 在 Project tree（项目树）中，右击 菜单命令。 在 Project tree（项目树）中，右击Control，从系统弹出的右键快捷菜单中选择Open 菜单命令。 在 Shortcut 下拉列表框中选择 Library 选项。 在文件列表框中选择文件 fan15t_t.ctl。 单击 Open 按钮，图 106.2 所示。 图 106.2 配置控制系统 接下来步骤定义部件从"Base" to "Tool"。 在机床的刀具侧部件：Base > Z > X> Tool。 4．显示部件树。 )，系统弹出 Component Tree 窗口，如图 106.3在主菜单中，选择Configuration > Component Tree ( Or 所示。 224

VHT系列五轴联动立式车铣复合加工中心的设计

万方数据

２０１０年第１ｌ期?工艺与装备? 床的ｘ、ｙ、ｚ三个坐标的丝杠制成中心通孔，通人冷 却水，并对冷却水实施温度控制，使其在额定的温升 范围内变化。中空丝杠冷却技术可以降低丝杠在切 削受力变形及快速移动过程中的热变形，保证机床 处于高精度运转状态。同时配合使用高精度闭环控 制光栅尺，进一步提高了定位精度。 ２．３双边重心驱动技术 该系列立式车铣复合加工中心的ｙ轴为双驱动 结构，ｚ轴为单驱动结构。相对于ｙ轴而言ｚ轴滑 板质量较小且驱动力作用在中心位置，因此运动较 平稳；而在运动过程中ｌ，轴需承载ｚ轴的重量，故其 重心随Ｚ轴的运动而不断地变化；若Ｙ轴为单驱动 结构，在驱动力的作用下将会产生俯仰力矩和偏转 １．１，轴直线导轨２．立柱３．Ａ轴刀架滑板装置４．Ａ轴车铣７Ｊ塔力矩，在这两个力矩作用下，滑板在运动过程中将会５－中空滚珠丝杠副６?机内螺旋排屑装置７．【ⅡＪ转工作台８?ｘ轴转出现不可预知的变形和振动。为了减小这种不确定台底座９?底座 的振动对加Ｔ的影响，基于重心驱动理论，采取了双 图１立式车铣复合，Ｊｎ３－中心的总体结构图 边驱动结构（图４）。双边驱动的特点是在立柱的两 ２关键技术侧对称施加驱动力，以便尽可能地减少驱动力臂产２．１轻量化设计生的影响。应用双边重心驱动技术，提高了机床运为达到立式车铣复合加工中心高速移动部件的速动鬯速度黧塑速度：篓短了加！时间，擎善了毒募加度和加速度，并兼顾系统的高刚度和轻质量要求，对体 工质量和轮廓加工精度，延长了刀具的使用寿命心１。积大、驱动要求高的运动部件一立柱单元，以结构强度、 刚度、固有频率等为约束，进行有限元分析及拓扑优化 设计（见图２，图３），使结构在满足高刚度要求的前提 下尽可能减轻移动的重量，以便减轻电机、液压系统、 丝杠、滑台等驱动部件的功率、强度要求。优化设计后 的立柱变形量减少２０％，重量减少２２０Ｋｇ。 图２立柱有限元分析结果 图３立柱拓扑优化前后的内部结构图 ２．２滚珠丝杠中空冷却技术 在直线驱动轴上采用循环冷却技术的中空滚珠丝杠，使丝杠温升得到有效控制。基本原理是将机 图４Ｙ轴双边重心驱动结构 ２．４双功能车铣转台 工作台采用力矩电机直接驱动的双功能车铣转台，这种转台可以连续回转、实现立式车削功能，也可实现分度定位、铣削插补等功能。力矩电机直接驱动负载，省去了减速传动齿轮，把机床进给传动链的长度缩短为零，使其具有扭矩大、旋转平稳、转速高、效率高、结构简单、可靠性高等特点。由于直驱力矩电动机本身就是高发热元件，如果散热不好，极易形成热量累积，导致自身和关联部件的温升，引起机床的热变形。因此必须设计出高效的冷却系统将热量及时导出，否则将直接影响机床的加工精度、电机推力，甚至会烧毁电机。车铣转台的另一热源产生于轴承和电机转子的高速旋转。根据发热源和部件的热敏感性，在定子和转台本体之间设置了水冷循环系统，并在轴承附近安装了温度传感器，即可保持电机长时间工作温度变化小，从而保证转台的大 力矩和高精度。万方数据

车铣复合机床设计

摘要 复合机床己成为机床产品发展趋势之一，作为机床中占有相当比重的车床与铣床如果 能够结合起来，无疑将大大提高机床的加工范围和工作效率，提高加工精度等等。自上个世纪车铣复合加工机床诞生以来，这类机床得到了飞速的发展并得到了广泛的应用。 本文设计了一种通用型数控五轴联动车铣复合加工机床，并完成了对XYZ进给系统的PRO-E三维建模。 机床车削主轴采用主轴电机直联联轴器的方式，通过一级变速驱动主轴。铣削主轴采用电主轴直接驱动使其具有较强的铣削加工能力和很好的可控制性。它的铣削部分可实现X、Y、Z三个方向直线进给以及A、C两个摆角转动的联动，同时铣削电主轴采用HSK-A63刀柄自动装夹系统，从而既可以装夹车刀进行车削，也可以装夹铣刀进行铣削。X，Y进给系统采用直线电机进给，Z轴进给采用滚珠丝杠。A、C双摆铣头采用内装力矩电机驱动。 关键词数控；车铣复合机床；五轴联动

Multiple machine tools have been becoming a tendency. As the two important kinds of Machine tool，if the turning machine and the milling machine can be joined, it must be helpful for a machine tool to broaden the range of work., raise the availability , improve the working accuracy, and so on. This paper designed a universal NC Five-axis turn-mill machine tools, And completed the machine PRO-E 3D modeling. Turning Spindle of the machine tool use a spindle motor to drive the belt directly. Because the turning spindle is also a C-axis with precision, it can provide an accurate angle for milling. The milling principal axis is an electricity principal axis，so it has stronger milling process capability and good controllability. Its milling system can carry out X, Y and Z three directions of allied move, the milling principal axis can also carry out to move with uniting of milling principal axis at the same time. thus the machine has more complicated process capability out of the simple turning and milling . The carry system adopts servo dynamo to directly drive silk Gang. In this way it wipe - out the c hange of the drive compares’ impact to the accuracy. Keywords NC; turn-mill machine; Five-axis

车铣复合中心编程与操作

车削中心编程与操作 1.项目目标： 能制定典型车削中心加工零件的加工工艺。 能编制车削中心数控加工程序。 2.项目内容： 典型车铣复合加工的编制方法； 程序输入与零件加工。 3.项目要求： 能进行零件的程序编制； 能操作DT310车削中心。 任务一车削中心编程 一、轴控制和运动方向 如图5-1所示，控制轴和它们的运用方向按以下表确定 表5-1 轴控制和运动方向 控制轴单位+方向 X刀塔加工直径增加的方向 Z刀塔切削刀具远离主轴移动的方向 C主轴逆时针方向旋转，从主轴观察工件 图5-1 机床坐标结构图

二、G功能 1．G00——快速定位 2．G01——直线插补 3．G02/G03——圆弧插补 4．G04——延时 5．（G107）——圆柱插补 使用圆柱插补功能，通过将圆柱圆周展开成平面，圆柱圆周上的开槽编程可假定在一个平面上进行。即圆柱插补功能允许将圆柱圆周上的轮廓编程为平面上的轮廓。 （1）指令格式 G19 W0 H0（指定加工用的ZC平面） （G107）C （调用圆柱插补模式，指定凹槽底部工件的半径） … （G107） C0（取消） 说明： 1）在圆柱插补模式中，不能使用I 和K 定义圆弧。必须使用R 指定圆弧半径。R 指令的单位为“mm”。如G02 Z_ C_ ; （半径为4 mm） 2）在圆柱插补模式中，不能指定孔加工封闭循环（G83 - G85、G87 -G89）。 3）若在圆柱插补模式中指定圆弧插补或刀具半径偏移，则需指定加工用的ZC 平面。 4）若要在圆柱插补模式中执行刀具半径偏移功能，则在调用圆柱插补模式前取消刀具半径偏移功能，且在调用圆柱插补模式后指定刀具半径偏移功能。 5）在圆柱插补模式中，不能以快速进给速度执行定位。若要以快速进给速度执行定位，必须取消圆柱插补模式。 6）在圆柱插补模式中不能指定工件坐标系（G50、G54 - G59）、本地坐标系（G52）和机床坐标系（G53）。 7）在定位模式（G00）中不能指定（G107）指令。 （2）编程实例 如图5-2所示圆柱开槽加工，应用编程加工该零件槽。

关于车床、车削中心、车铣复合的说明

情况说明 尊敬的海关： 我司，现在贵关申报 “韩国斗山数控卧式车削中心”，两台，型号分别为PUMA280LM 及LYNX220LMA 的进口报关手续，下面就该设备的基本情况向贵关作如下解释： 该设备是一款数控卧式车削中心，不同于传统数控车床，传统数控车床只能完成车削加工，即采用砖塔式刀库（简称刀塔）只能安装若干把车刀，且车刀安装面垂直于主轴方向，只能沿工件端面进给，其通常只有工件旋转轴Z 轴以及车刀进给轴X 轴，如下图所示： 而车削中心则是在传统车床的基础之上增加了部分简单的铣削功能，即能够对工件的端面以及圆周面进行一些钻孔、铣槽的简单加工，这种铣削功能是通过在刀塔上增加动力装置，并且安装几把铣刀来完成，加工时，卡盘带动工件旋转，刀塔转到相应位置的车刀位置，即可实现车削加工，而工件通过分度装置转到特定位置并固定之后，刀塔转到铣刀位置，动力头带动铣刀旋转，即可对工件进行铣削加工，这种铣削只能加工工件的端面或者圆周面，如钻孔，铣端面槽等。相比于传统的车床，其在X 轴、Z 轴基础之上增加了绕Z 轴旋转的C 轴（即动力头旋转轴） 。

如下图所示： 车铣复合加工中心是在车削中心基础上发展起来的，相当于1台车削中心和1台加工中心的复合。可以在1台车铣复合中心上，经过一次装夹，完成全部车、铣、钻、镗、攻丝等加工，其工艺范围之广和能力之强，是世界范围内最先进的机械加工设备之一。其至少具有五个控制轴，即在传统加工中心的XYZ 三个平面轴的基础上，增加了BC 两个轴，它的铣削功能由自带的铣头来完成，车削则是通过装在刀塔上的车刀来完成，相比于车削中心，主要差别在于其铣头独立于刀塔，且既可以沿Z 轴旋转进给，也可以沿X 轴进给，既可以加工工件端面，也可以加工工件圆周面。 结 合我司此次进口的PUMA280LM 及LYNX220LMA 两个个型号

高端车铣复合加工中心的应用

高端车铣复合加工中心的应用 复合加工作为机械加工的发展方向之一，也是数控设备发展的一个主要方向。在多种复合加工的领域上，车铣复合加工是目前发展最完善的一个领域。在国内外的各种展会上，我们可以看到很多机床厂家纷纷推出此类设备，作为高端设备的展示内容。 车铣复合加工设备的价格往往比较昂贵，很多企业在做设备选型时，经常将此类设备当成专用机床来看待，但是并没有赋予设备更多的使用范畴，往往是按照某个零件的工艺需求来制定设备采购计划，在选择设备类型前，首先考虑因设备折旧而造成的单件成本增加是否在允许的范围之内，从而决定是否采购此类设备，很多的车铣复合加工设备都是在这种形势下被引进。之所以有此现象，原因是在于人们对于此类设备的应用不够了解，除了担心日常维护的成本之外，对加工程序的编制也摸不着头绪，所以人们更愿意选择购买一台五轴联动加工中心和一台数控车。此外，从理论上讲车铣复合加工可以有效地提高产品质量和生产效率，但是在实际应用中，却并不能尽如人意，其中的主要因素在于加工程序的编制。 这里我们从如何提高设备的使用效率和扩展应用领域这两个角度来探索一下如何编制车铣复合加工中心的加工程序。 首先我们来看一下如何提高双刀架车铣中心的使用效率。在加工过程中，可以通过双刀架的同步操作来完成零件的多个工序加工。同一个工件由于有多种加工工序，利用计算机辅助加工软件完成零件编程的同时，可以通过工序的优化，在加工条件允许的前提下，尽量使两个刀架同时处于工作状态，无疑可以有效的缩短加工时间。下面是三个例子，通过这三个例子我们可以看到加工的效果。

可以通过上下刀架的同步设置，来更快地去除余量，粗车外形的同时，也完成了内孔的粗镗加工. 通过上下刀架的同步设置，完成一系列孔的加工，不仅提高了加工的效率，同时还可以通过钻孔轴向力的相互抵消来减少工件变形的影响。 可以通过上下刀架的同步设置，一次完成两段外形的加工。 双刀塔的设备都具有双通道的控制系统，上下刀架可单独控制，同步加工可以通过代码中的同步语句来实现。例如，在下面的代码中，M10和M15就是同步语句，同步语句的语法要求根据控制机的要求制定，同步语句的数量根据同步加工内容决定。同步语句之间的内容即为同步加工的内容。

卧式车铣复合加工机床总体结构及铣削动力头设计简介

卧式车铣复合加工机床总体结构及铣削动力头设计 专业：机械设计制造及其自动化机电一体化学号：姓名：魏明 指导教师：刘洪芹讲师王宝明副教授 中文摘要 本次设计的题目是“卧式车铣复合加工机床总体结构及铣削动力头设计”，包括总体方案的比较与制定、铣削动力头部件设计、铣削动力头关键零部件设计、控制电路设计、相关机械部件的校核设计等。其中铣削动力头部件及其零部件的设计是核心内容，主要包括：变频调速电动机的选择、同步带的选择及设计、轴承的选择及计算、各零部件的工程图的绘制。 关键词：卧式车铣复合加工机床;铣削动力头;变频调速电机;轴承;同步带 Abstract The project topic is "The design of Horizontal lathe milling machine tool ’s over all stru- cture and Milling power head", including the comparison with the overall pr- ogram develop- ment, the design of Milling power head, the design of the important p -arts of Milling power head , control circuit design, mechanical components related to checking design. One the Milling power head and the design of key parts is the co-

数控车铣复合加工机床

数控车铣复合加工机床 达到和保持机床最大的加工灵活性，通常被认为是成功的机械加工厂所采用的一种战略，以便使其能够保持领先的地位。对于坐落在加利福尼亚州森林湖地区的美国Optisurgical眼科仪器制造商来说自然也不例外。当产业变化迫使该公司不得不将其生产重点转移到较低批量的加工生产时，其生产格局发生了变化，将主要精力集中在小批量工件的生产上，他们卖掉了车间中原有的多轴螺纹加工机床，并寻求一种新的、灵活的加工工艺，来取代其现有的多机加工工艺。为此，该公司从DMG公司引进了CTX 310 ECO V3型车铣复合加工机床，该机床配有活动的刀具和C轴，可使该加工车间能够以更少的人工进行操作，同时可在无灯光作业的环境下，提高生产效率和零件的加工质量。 Optisurgical公司创建于1992年，尽管它也利用其多余的生产能力为各个行业提供合同加工服务，但其主要业务集中在白内障外科手术设备的生产上。例如眼球晶状体乳化仪的元件和附件，眼科医生就是用这种仪器来清除病人眼睛中的白内障。再例如有一种称作超声乳化头的元件，实际上它是一枚由钛合金制成的小针，可从一个外科手术的微型切口插入到眼睛之中。超声乳化头以每秒20000～40000次的超声波频率振动，逐渐地对白内障进行乳化。经过乳化以后的白内障乳化液，通过乳化头中的一个小孔被吸出。 除了日常的生产工作之外，该公司还重点参与眼科手术器械的零配件维修服务。这些手术器械中的很多内部零件都是由这家OEM原始

设备制造商专门生产的，因为其更换件不可能从货架上现买现取。为了能够有效地大批量加工这类元件，该加工车间投资购置了一台多轴螺纹加工机床。然而在几年之内，公司在加工生产这类零件的产量方面出现了急剧下降的现象，螺纹加工机床已不能满足实际需要。该公司的工程部主任Tate Parham先生这样解释说：“那时候，我们所提供服务的某些产品已失去了市场，生产这类装置的主要公司不再制造或支持这类零件的生产了。” 当螺纹加工机床处于闲置状态时，该加工车间开始越来越多地采用其传统的车床和铣床。在经过车削加工操作以后，眼科手术器械的元件被转移到一台铣床上进行加工，例如扳手平面和十字交叉孔的加工。这种工艺远远达不到理想的要求—将工件从一台机床转移到另一台机床是一项劳动密集型的高成本工作，同时，工件的多次装卡又会增加其误差积累。而且，以前在螺纹加工机床上所做的转移工作会造成铣床和车床上的加工瓶颈问题，因为该车间既需要使用这些机床加工样机，又要承担越来越多的加工业务。 “我所需要的是提高生产效率或增加生产能力，但我不想再增购另一台车床，而工件仍然在铣床和车床之间转移加工，”Parham先生说，“我希望有一台带有Y轴甚至带有副轴的加工中心，但这比我所需要的更为复杂。我认为只需要添加一个带有活动刀具的铣削加工步骤就足够了，这样就能够使工件从机床出来之前，对其进行十字交叉孔、轴键、沟槽和其他项目的铣削加工。” 有了这种想法以后，该公司决定将其螺纹加工机床处理出售，并开始对购置各种型号的车铣床进行评估。除了要求能够在一个平台上

第10章.建立车铣复合机床后处理

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第1章NX后处理

第1章NX后处理 1.1 后处理 NX软件系统在数控加工编程方面是目前市场上功能最强的集成系统，其加工编程功能包括3～5轴铣销加工编程、车削加工编程、线切割加工编程等。 使用NX加工模块生成刀轨后，其中会包含GOTO点和其他机床控制的指令信息。由于不同的机床控制系统对NC程序格式有着不同的要求（数控机床的控制器不同，所使用的NC程序格式就不一样），这些NX刀轨源文件也就不能直接被控制系统所使用，因此NX/CAM中的刀轨必须经过处理转换成特定机床控制器能接受的NC程序格式，这一处理过程就是“后处理”。 后处理是数控加工中一个重要的环节，其主要任务是将CAM软件生成的加工刀位轨迹源文件转换成特定机床可接受的数控代码（NC）文件。 后处理必须具备两个要素： ?刀轨——NX内部刀轨。 ?后处理器——一个包含机床和控制系统信息的处理程序，由它读取刀轨数据，再转换成机床可接受的代码。 NX软件提供了两种后处理方法：一种是用图形后处理模块GPM（Graphics Postprocessor Module）进行后置处理；另一种是用NX/POST后处理器进行后置处理。 GPM是一种传统的后处理方法，随着现代数控机床愈加复杂和特殊，GPM越来越难以适应；而NX/POST通过建立与机床控制系统相匹配的两个文件——事件处理文件和定义文件，可以轻松完成从简单到任意复杂机床控制系统的后处理，用户甚至可以直接修改这两个文件实现用户特定的信息处理。 一般用户在使用NX加工模块时，主要工作是将加工文件在NX加工环境中生成加工刀轨。但由于加工机床有许多类型，每个机床都有不同的硬件配置（例如，机床主轴是立式，还是卧式；主轴联动是3轴、4轴，还是5轴等），不能将未经后处理的加工刀轨源文件（CLSF）直接发送给机床，如图1-1所示。 CLSF

基于MasterCAM的车铣复合加工技术

基于MasterCAM的车铣复合加工技术 关键词：MasterCAM，车削中心 山西晋城职业技术学院 一引言 Mastercam是美国CNC Software公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，硬件配置要求低，操作便捷，功能强大，具有从零件的造型，到刀路生成和后处理功能。是学习数控的首选软件。当今，加工零件趋向复杂，零件精度越来越高，数控加工轴数越来越多，手工编程已经不能满足现代加工的要求，采用CAM的软件编程，已成为现代数控加工提高编程效率和解决复杂零件加工的有效手段。 Mastercam的Lathe模块，在刀具路径中不仅有各种车削加工，并集成有C轴轮廓和曲面加工，C轴加工，解决了很多手工无法编写和宏程序也解决不了的加工程序问题。 二车铣复合加工的实例 1 关于车铣复合加工 复合加工是加工方式发展的一个重要方向，最常见的是车铣复合加工，在理论上它可以节省很多的工艺准备时间和简化工艺流程，是提高产品质量和生产效率的有效手段。下图是一个车铣复合加工的范例零件，传统工艺是车加工完成后，再转到铣床进行铣加工，如果在车铣复合设备上完成这个零件的加工，无论从效率还是质量上都是最佳的选择。 车削中心设备是在数控车床上基础上增加动力刀头，同时车床的主轴能转换成C 轴，以便通过车床的XZ轴和C轴联动插补完成铣削加工，传统工艺由于车铣工序

的重复装夹导致加工误差，车铣复合加工因为不需要转到铣床加工，这样大大缩短了生产过程，工件越复杂，它相对传统工序分散的生产方法的优势就越明显，由于零件在整个加工过程中只有一次装卡即可完成所有工序，零件加工精度更容易包证。车铣复合机床的发展，也对CAM软件提出了更多的要求，复杂的车铣复合设备用传统的手工编程是很难实现的，并且效率很低。 因数控车床编程比较简单，本文重点介绍车铣复合加工中的铣加工编程，车削中心设备的铣加工编程和数控加工中心的编程有很多不同，首先介绍2个基本概念：端面曲线轮廓(Face contour)和柱面曲线轮廓（Cross contour）。 端面曲线轮廓(Face contour)：即轴类零件端面的任意曲线轮廓（如下图所示） 柱面曲线轮廓（Cross contour）：即轴类零件圆柱面上的任意曲线轮廓（如下图所示）

车铣复合加工中心现状水平和发展趋势

车铣复合加工中心现状水平和发展趋势 车铣复合加工中心是将车削中心和加工中心的加工特点集于一台机床之上，一次装夹进行多工序完全加工。有立、卧两种形式；加 工特点分为：1）以车削为主，如：台湾崴立的VTC1600、杭州友佳的HT30sy；2）以铣削为主，如：沈阳一机的HTM40100h、齐重 数控的HDVTM160和大连机床的VHT800。以铣削为主的铣车复合加工中心均为多轴五联动机床。 现状水平： 我国在2001年由沈阳数控机床厂制造出我国第一台SSCKZ63-5五轴车铣复合加工中心，该机床引进了德国玛斯廖拉公司 （MAXMULLER）的技术，当时达到了国际90年代末的水平，虽起步晚，起点还是较高的。现在国内已有多家生产厂商可生产车铣复 合加工机床，在CCMT2012展会上就有十多家参展，但技术较为领先的几台展品和所采用的关键功能部件，如：数控系统、直驱双摆 铣头和直驱双轴回转台等均为国家重大科技专项攻关产品，还有待进一步商品化和产业化。 由于我们的整体技术基础不太坚实，和国外技术相比缺少数十年的经验积累，加之加工手段和工艺性比较薄弱，整体车铣复合加 工技术和欧洲和日本相比还有不小的差距。目前国际上最先进的车铣技术仍掌握在 MAZAK,OKUMAMORISEIKE,DMG和WFL等一流的 机床生产商手中，高端五轴车铣复合加工机床的市场份额也基本被这些企业垄断，国内这些高端设备的用户仍信赖欧洲或日本的产品 。 发展趋势： 车铣复合加工技术的先进理念就是提高产品质量和缩短产品制造周期，是一种集成了现代先进控制技术、精密测量技术和 CAD/CAM应用技术的先进机械加工技术。该技术提供了一种完善的加工解决方法：一次装夹可实现零件多个表面或复杂形面的加工， 大大简化了工件装夹和刀具系统的复杂性，减少了夹具和非生产时间。它不仅能够满足用户在提高生产效率，保证加工精度，减少零 件传送和库存，减少占地面积等方面的需求，也符合现代社会的节能减排要求，其工艺范围之广和能力之强，已成为当今复合加工机 床的佼佼者，是当前世界范围内最先进的机械加工设备之一。 航空航天、军工、船舶产品的制造领域一直是先进制造技术发挥作用的重要舞台，车铣复合加工技术在这些领域的应用具有很大 的优势，特别是对一些形状复杂的异形零件的加工优势更为凸显。随着航空航天、军工、船舶领域产品的更新换代速度日益加快，工 序分散的加工设备将会被工序集中的柔性、自动化设备所取代，这为车铣复合加工中心提供了更为广阔的发展和应用空间。

车铣复合机床外文翻译

Numerical control technology and equiping development trend Equip the engineering level , level of determining the whole national economy of the modernized degree and modernized degree of industry, numerical control technology is it develop new developing new high-tech industry and most advanced industry to equip (such as information technology and his industry, biotechnology and his industry, aviation , spaceflight,etc. national defense industry industry) last technology and getting more basic most equipment.Marx has ever said " the differences of different economic times, do not lie in what is produced , and lie in how to produce, produce with some means of labor ". Manufacturing technology and equiping the most basic means of production that are that the mankind produced the activity, and numerical control technology is nowadays advanced manufacturing technology and equips the most central technology. Nowadays the manufacturing industry all around the world adopts numerical control technology extensively, in order to improve manufacturing capacity and level, improve the adaptive capacity and competitive power to the changeable market of the trends . In addition every industrially developed country in the world also classifies the technology and numerical control equipment of numerical control as the strategic materials of the country, not merely take the great measure to develop one's own numerical control technology and industry, and implement blockading and restrictive policy to our country in view of " high-grade, precision and advanced key technology of numerical control " and equiping.In a word, develop the advanced manufacturing technology taking numerical control technology as the core and already become every world developed country and accelerate economic development in a more cost-effective manner, important way to improve the overall national strength and national position. Numerical control technology is the technology controlled to mechanical movement and working course with digital information, integrated products of electromechanics that the numerical control equipment is the new technology