臥式加工中心立柱的分析設(shè)計(jì)

  曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件之一，其加工精度要求較高，傳統(tǒng)的臥式車(chē)削和立式銑削已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足曲軸越來(lái)越高的精度要求。目前，國(guó)內(nèi)曲軸制造業(yè)面臨著成本和效率的雙重壓力。

      針對(duì)傳統(tǒng)加工方法在加工精度上的不足，研制一種整體結(jié)構(gòu)為正T型的曲軸端面加工中心。它采用整體式床身設(shè)計(jì)，主軸箱非重1心驅(qū)動(dòng)，避免一些由于客觀原因而造成的精度誤差。大型機(jī)床能夠達(dá)到的加工精度與機(jī)床結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性直接相關(guān)，因此合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以提高曲軸加工的效率和精度，從而提高曲軸加工的自動(dòng)化水平?？捣?、范晉偉等人通過(guò)分析立柱各階模態(tài)的特點(diǎn)，找到變形1大區(qū)域，并在此區(qū)域選取一點(diǎn)進(jìn)行諧響應(yīng)分析以對(duì)其進(jìn)行更有效分析?？梢?jiàn)對(duì)曲軸端面加工中心進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析，能了解結(jié)構(gòu)不足之處，為后續(xù)改進(jìn)提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度提供依據(jù)，使其更加合理化。

     由于床身體積較大，整體剛度好，因此本研究將基于ANSYS 軟件，根據(jù)動(dòng)力學(xué)分析理論重點(diǎn)針對(duì)立柱以及主軸箱進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，以研究其在不同工況下的動(dòng)態(tài)特性。這些分析可對(duì)該曲軸端面加工中心立柱的結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供重要的理論依據(jù)。

   機(jī)床立柱及主軸箱結(jié)構(gòu)模型

      在立柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，整體剛度越高越穩(wěn)定。本研究考慮了加工中心的和剛度要求，盡可能減少零件數(shù)量，采用整體式立柱設(shè)計(jì)，整個(gè)立柱呈空腔結(jié)構(gòu); 主軸箱作為重要部件之一采用非重1心驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的主軸形式會(huì)因?yàn)榧庸み^(guò)程中主軸重1心位置的變化而引起主軸軸心位置偏移，而采用非重1心驅(qū)動(dòng)的方式很好地避免了由于加工過(guò)程中主軸由于重1心位置改變而產(chǎn)生的“低頭”現(xiàn)象。

立式和龍門(mén)加工中心到底是什么關(guān)系

  它是一種數(shù)控機(jī)床，主軸通常為臥式或立式結(jié)構(gòu)，并具有兩種或兩種以上加工方式（如銑削、鏜削、鉆削），通過(guò)加工程序能從刀庫(kù)或類(lèi)似存儲(chǔ)單元進(jìn)行自動(dòng)換刀。在一定范圍內(nèi)，該機(jī)床也可進(jìn)行人工控制。

      在我國(guó)現(xiàn)行《稅則》中，子目8457.10“加工中心”下拆有本國(guó)子目8457.1010“立式”、8457.1020“臥式”及8457.1030“龍門(mén)式”等，即立式加工中心和龍門(mén)式加工中心目前被列于同級(jí)子目。

      但對(duì)于非復(fù)合的機(jī)床而言，立式和臥式加工中心主要是以主軸布置方向作為區(qū)分的標(biāo)準(zhǔn)，而龍門(mén)式加工中心則是以具有龍門(mén)結(jié)構(gòu)為主要特征的一類(lèi)機(jī)床。（注：但具有龍門(mén)結(jié)構(gòu)的加工中心未必就屬于龍門(mén)式加工中心）

      由于8457.10下存在同級(jí)子目按不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拆分的情況，因此就可能導(dǎo)致不同子目范圍存在交叉的隱患。

      事實(shí)上，根據(jù)GB/T 18400.2-2010《加工中心檢驗(yàn)條件 第2部分：立式或帶垂直主回轉(zhuǎn)軸的萬(wàn)1能主軸頭機(jī)床幾何精度檢驗(yàn)（垂直Z軸）》關(guān)于機(jī)床結(jié)構(gòu)型式的圖解，型式V10（龍門(mén)固定式）和V11（龍門(mén)移動(dòng)式）都屬于立式加工中心的結(jié)構(gòu)型式。（注：字母“V”代表“立式”）

      也就是說(shuō)，在我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中，龍門(mén)式加工中心與立式加工中心的商品范圍實(shí)際上為從屬關(guān)系，而非現(xiàn)行《稅則》中的并列關(guān)系。

      由于8457.1010“立式”與8457.1030“龍門(mén)式”均為本國(guó)列目，且尚無(wú)對(duì)應(yīng)的本國(guó)子目注釋?zhuān)蕬?yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于加工中心的分類(lèi)要求。