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高精重型CNC加工中心長導軌副方案設計

伯特利數控 加工中心 鉆攻中心

前言：

導軌的結構型式ii i然多種多樣，但按運動方艽來說主要有滑動導軌、靜壓導軌、滾動導軌。它們各自具有自身的特點：滑動導軌承載能力強、剛性大、吸振性好、速度較低；靜壓導軌承載能力強、精度高、運動平穩、無爬行；直線導軌運動速度快、移動靈敏度高、定位精度高^[1]。

CX056重型高精核電專用雙軸軸向輪槽CNC銑床，整機質量達300余噸，主要用于以東方汽輪機廠為代表的汽輪機行業轉子的輪槽加工，加工對象為質量300余噸、直徑1 500?3 500 mm的多種大型核電轉子。該加工中心是國家發展核電的關鍵設備，其移動部件質量大，切削力大，移動精度要求高，整機精度保持性要求高，而導軌是影響加工中心精度的重要部件，故導軌結構的設計顯得尤為重要。

1加工中心的結構形式

CX056是為東方汽輪機廠設計制造的一臺高精重型核電專用雙軸軸向輪槽CNC加工中心。加工中心的布局為:核電轉子由兩個靜壓中心架支承兩端，中間設一個輔助支承，轉子的一端與分度裝置相聯，另一端與檢測反饋裝置相聯，分度裝置和轉子支承裝置各用一個床
身；在轉子兩側是可以丨1^、1_、運動的專用數控加工中心：配ft多通逬SIEMENS 840D系統.加工中心的6個線性坐標軸及1個回轉坐標軸均采用全閉環控制(德國海德漢光柵尺）。加工中心由分度裝置、轉子支承裝置、檢測反饋裝置、冷卻排屑裝置和專用CNC鐵床、CNC裝置、液壓裝置及外觀防護等構成。加工中心的主軸箱在立柱上作上下移動構成加工中心F/y向，立柱在十字滑座上的移動構成加工中心Z/1F向，卜字滑座在床身t的移動構成W向,，

2加工中心的主要技術參數

加工中心的主要技術參數見表1。

及1機味的t要技術參數

序號	項目	參數值
1	A7t/向行程	15 000 mm
2	fe軸功率	55/78 kW
3	主軸扭矩	7 000 N • m
4	-Y/U向定位精度	0. 015 mm/1 000 mm0. 1 mm/15 000 mm
5	17t/向重復定位精度	0. 012 mm

3加工中心Z/[/向復合導軌設計

在設計導軌時，應根據加工中心的結構特點和主要技術參數合理選擇加工中心的導軌類型。在研制CX056重型高精核電專用雙軸軸向輪槽CNC加工中心時，針對重型高精CNC加工中心的長行程導軌要求進行了詳細精密的分析設計計算，并采用了線性導軌與滑動導軌相結合的方式，很好地解決了加工中心的高承重和高精度要求。

3- 1結構設計

由于加工中心結構的特殊性，Z/[/向傳動采用齒輪、齒條的傳動方式。齒輪、齒條采用意大利LICAT具冇消隙結構的功能部件。齒輪、齒條的模數為8滿足加工中心運動部件質量為35 t的驅動要求。Z/U導軌結構形式采川大覘格滾柱直線導軌.由j'-]¹[線導軌吸振性能相對較加工中心容易發生振動.所以在設計上增加了 2個阻W裝置.且取靠近加工位置的〇軌用5個加長滑塊和2個阻尼塊，遠離加工位置的導軌用5個標準滑塊和2個阻尼塊，其導軌滑塊、阻尼塊的布置位置亦經過詳實周密（導軌廠家提供的專用軟件）的計算；另外還單獨增加一根鑲鋼-注塑導軌作為輔助卸荷導軌，用來分擔一部分立柱重力和切削力，減少線性導軌上的比壓、摩擦阻力和磨損，同時在加工中心立柱運動到某一位置需要進行切削加工時，用5"十字滑座位置鎖定，避免將強大的切削力全部傳遞到線性導軌上，有利于加工中心位置精度的保持；當載荷變化較大時也能保證摩擦阻力保持不變，因而在不同的載荷下部件均能平穩地運動，保證加工質量。為了保證加工中心的精度，加工中心的驅動盡量靠近加工中心運動部件的重心位置。由于加工中心輔助導軌是起輔助作用，參考此加工中心在結構設計時的有限元靜力分析結果，在裝配調試時重點控制其輔助條件，確保輔助導軌副有一定間隙，保證加工時導軌的精度和加工中心的精度。

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結束語：

根據直線導軌和滑動導軌各自的特點，參考加工中心在結構設計時的有限元靜力分析結果，合理選擇直線導軌滑塊和阻尼塊，使用直線導軌和滑動導軌組合構成復合導軌，并在制造調試過程中，嚴格控制各部件的精度以及滑動導軌副的間隙，確?；瑒訉к壍妮o助作用，有效滿足了高精重型加工中心對導軌的要求。經過實際驗證，應用效果良好，可為其他重型、高精加工中心的導軌設計提供參考。

伯特利數控是一家集銷售、應用及服務于一體的公司。產品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產工廠設在廣東省東莞市，目前其生產的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務！

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分類：加工中心

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