臥式加工中心常見幾種布局結(jié)構(gòu)形式
在研究機(jī)床的布局形式時(shí)，首先要清楚機(jī)床幾個(gè)運(yùn)動(dòng)的分配形式。臥式加工中心主要有四個(gè)運(yùn)動(dòng)，其中包括x、y、z三個(gè)坐標(biāo)軸和b軸一個(gè)回轉(zhuǎn)軸。關(guān)于這 四個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的分配方式，可全部由工件來完成，或全部由刀具來成，或是由工件 和刀具共同來完成[25]。分析國(guó)內(nèi)外臥式加工中心結(jié)構(gòu)可知，一般都是用工作臺(tái)來 完成b軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，剩下的三個(gè)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)既可以分配給工件，又可以分配給 刀具，按三個(gè)運(yùn)動(dòng)的分配方式，臥式加工中心可以分為以下幾種結(jié)構(gòu)形式。
2.2.1立柱移動(dòng)、工作臺(tái)固定的臥式加工中心
機(jī)床的工作臺(tái)不作軸向運(yùn)動(dòng)，只做b軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主軸箱在立柱上作y軸 運(yùn)動(dòng)，立柱沿十字滑鞍作x、z軸的運(yùn)動(dòng)，此種運(yùn)動(dòng)分配如圖2.1 (a)所示。另一 種分配形式，主軸箱在立柱上作y、z軸運(yùn)動(dòng)，立柱沿床身底座作x軸運(yùn)動(dòng)，此 種運(yùn)動(dòng)分配如圖2.1 (b)所示。
針對(duì)圖2.1這兩種臥式結(jié)構(gòu)分析可知，由于這兩種分配形式均使得三個(gè)坐標(biāo)軸 上有較大的行程范圍，因此，此種結(jié)構(gòu)可用于加工大型、重型的復(fù)雜箱體類零件， 例如大型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)箱體等；由于運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量大，運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的慣性力就大， 很難實(shí)現(xiàn)機(jī)床的高進(jìn)給速度和高加速度加工。不過運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量雖大，但較為 恒定，因?yàn)榈毒咧亓肯鄬?duì)較小，改變刀具時(shí)，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件重量變化影響不大，故 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性還是比較穩(wěn)定的。
圖2.1立柱移動(dòng)工作臺(tái)固定結(jié)構(gòu)
fig. 2.1 movable column and fixed table structure
2.2.2立柱移動(dòng)、工作臺(tái)移動(dòng)的臥式加工中心
機(jī)床的工作臺(tái)作軸向和b軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)作x軸運(yùn)動(dòng)，主軸箱在立柱 上作y軸運(yùn)動(dòng)，立柱在底座上作z軸運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)分配如圖2.2 (a)所示；另一種 分配方式，工作臺(tái)作z軸運(yùn)動(dòng)，主軸箱在立柱上作y軸運(yùn)動(dòng)，立柱在底座上作x 軸運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)分配如圖2.2 (b)所示。這兩種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用相對(duì)比較普遍，在國(guó)內(nèi) 外臥式加工中心中很常見，被稱為t型床身布局。
圖2.2立柱移動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)結(jié)構(gòu)
fig. 2.2 movable column and movable table structure
針對(duì)圖2.2這兩種臥式結(jié)構(gòu)分析可知，工件和工作臺(tái)的質(zhì)量比立柱和主軸箱的質(zhì)量輕，保證了移動(dòng)部件輕的原則，該種結(jié)構(gòu)在精密臥式加工中心和高速加工中心普遍采用，圖2.2(b)的刀具切削處的位置在z軸方向上變化較小，工作臺(tái)z軸移動(dòng)保證了 z坐標(biāo)的大行程；兩種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)為：鏜頭不能伸縮，不易于深孔的加工，由于運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量大，運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的慣性力就大，很難實(shí)現(xiàn)機(jī)床的高進(jìn)給速度和高加速度加工。不過運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量雖大，但較為恒定，因?yàn)榈毒咧亓肯鄬?duì)較小，改變刀具時(shí)，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件重量變化影響不大，故機(jī)床的運(yùn)
動(dòng)特性還是比較穩(wěn)定的。
2.2.3立柱固定、工作臺(tái)移動(dòng)的臥式加工中心
機(jī)床的工作臺(tái)作軸向和b軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)作x、z軸運(yùn)動(dòng)，主軸箱在 立柱上沿y軸運(yùn)動(dòng)，機(jī)床立柱不做任何的軸向運(yùn)動(dòng)，固定不動(dòng)，工作臺(tái)沿十字滑 鞍作x、z軸的運(yùn)動(dòng)，此種運(yùn)動(dòng)分配如圖2.3所示。
圖2.3立柱固定工作臺(tái)移動(dòng)結(jié)構(gòu)
fig. 2.3 fixed column and movable table structure
針對(duì)圖2.3這種臥式結(jié)構(gòu)分析可知，工作臺(tái)分配到了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)軸和b軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于此種結(jié)構(gòu)的鏜頭不作軸向運(yùn)動(dòng)，所以不會(huì)出現(xiàn)滑枕的“低頭”現(xiàn)象所引起的誤差，因此適用于大型箱體類零件的加工；該結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)是鏜頭不能向外伸縮，機(jī)床將無法對(duì)深孔進(jìn)行加工。