HBW200数控落地铣镗床

1.机床的基础大件

　　机床的滑枕采用球墨铸铁QT600-3材料制作。床身、立柱、滑座、主轴箱均为优质铸铁HT300制作。主要基础大件断面设计密筋布置，并采用有限元分析，保证高的抗弯、抗扭刚度，使其具有高的固有频率，提高抗振性，满足技术性能对大吃刀量和高精度的要求。并经二次时效处理，消除内应力。具有整体刚性好，吸振抗震性能好等特点。各基础大件非加工表面线型规范，外观整齐。

1.1床身

　　床身的纵向有两条水平的静压导轨，这是滑座移动的导向和支撑导轨。除落地平台和回转工作台外，机床其它部件重量及所受的切削抗力，基本上都由床身导轨所承受。通过四排球面接触自调平垫铁，将床身固定在基础上。按照我公司提供的地基图施工的基础，有足够的强度、刚度和稳定性，并能满足控制振动的要求，保证机床精度稳定，运行良好。

　　床身导轨有专业厂家生产的不锈钢防护罩，防止异物进入，污染静压导轨油及研伤导轨，防护罩外形美观，结构合理。床身上还装有立柱进给传动的齿条及立柱进给检测光栅尺的定尺。

1.2滑座

　　滑座是箱形铸件，经人工时效处理，消除内应力。滑座装在床身的导轨上，滑座床身间的滑动导轨采用闭式静压导轨，油膜刚度大，运动部件低速不爬行，吸振性好。闭式导轨抗颠覆力矩强。

　　滑座与床身间有电缆拖链活动联接，保护电、油、气的输送管线。

　　立柱固定在滑座的结合面上，滑座腔内装有立柱和滑座移动（X轴）进给箱。滑座上固定立柱（X轴）移动检测光栅尺的动尺。

1.3立柱

　　立柱用高强度螺栓固定在滑座上，立柱整体为方形箱体式结构，内腔四壁有加强筋，经过二次人工时效处理，消除零件的内应力。立柱内腔有两条重锤导向导轨，立柱侧向有两条垂直方向的主轴箱移动导向和支撑闭式静压导轨。立柱外侧有扶梯和护栏，保护操作维修人员的安全。

　　沿垂向导轨固定有主轴箱移动（Y轴）检测光栅尺的定尺。两条导轨中间固定有主轴箱垂向移动的滚珠丝杠，在滚珠丝杠两端有预加载荷，提高滚珠丝杠的刚性。滚珠丝杠为固定型式。立柱顶端装有平衡锤与主轴箱连接链条的滑轮组。主轴箱重量平衡锤在立柱内腔，用钢丝绳经过滑轮与主轴箱联接。平衡锤在立柱腔内沿导向导轨垂向移动，避免的立柱移动时重锤的重量惯性对机床精度产生影响。

　　立柱导轨有专业厂家生产的有锈钢防护罩，防止异物进入，污染静压油及研伤导轨，防护罩外形美观，结构合理。

1.4主轴箱

　　主轴箱是箱形铸件，为减轻重量、增加刚度、合理布置加强筋，时效处理消除内应力。主轴箱装在立柱的垂直导轨上，主轴箱与立柱间的滑动导轨采用闭式静压导轨。

　　主轴箱的方孔是滑枕移动导轨，封闭式方孔，导轨刚度大，精度保持性好。主轴箱内装有主传动、方滑枕，主轴箱后部装有尾箱，将滑枕后部、进给运动、主传动封闭保护。主轴箱与立柱间有电缆拖链活动联接，保护油、气、电等输送管线。

1.5方滑枕及镗轴

　　滑枕端部设有附件自动装卸装置，在方滑枕的端部可以安装多种特殊附件，如各种直角铣头、万能铣头、高速铣头、伸长铣头、平旋盘等，自动安装，联结可靠。可实现自动夹紧、自动放松、自动识别附件头功能，扩大了机床的性能和加工范围。方滑枕是整体铸件，外表面经过精密加工作为移动的导轨面。

　　方滑枕内装有主轴组件，包括铣轴、镗轴及支撑轴承。铣轴轴承采用进口精密主轴轴承，精度高，调整方便。铣轴采用三点支撑，具有精度高、刚性强、精度保持性长等特点，并配有主轴冷却套保证主轴部分有合理的温升。主轴轴承采用油汽润滑方式，保证主轴高速旋转的性能。主轴前端设有“气雾”保护装置，可避免外部切削液及粉尘对主轴内部的侵蚀。（斜体部分为HBW系列配置）

　　镗轴采用38CrMoAlA优质合金钢，表面经过氮化处理，硬度高，耐磨损，精度保持性好。铣轴与镗轴间有合金轴套，镗轴在铣轴内沿轴向进给运动。镗轴前端有7：24锥度的标准锥孔，镗轴内装有刀具自动夹紧装置。刀具的夹紧由碟簧组实现，液压油缸推动拉杆克服碟簧力实现松刀。夹刀可靠、方便、快速。

2.机床导轨

　　机床的滑座与床身之间（X轴）、主轴箱与立柱之间（Y轴）、方滑枕与主轴箱之间（W轴）的滑动导轨采用具有较高的运动精度和定位精度的闭式静压导轨技术。滑板导轨、压板和镶条滑动面采用耐磨材料。润滑充足，具有长期耐磨性。

　　静压导轨的工作原理是在两个相对运动的导轨面间注入压力油，通过导轨板上的静压油腔产生静压油膜，使运动部件浮起，工作过程中，导轨面上油腔油压能随外载荷的变化自动调节，以平衡外载荷，保证导轨面间始终处于纯液体摩擦状态。静压导轨有如下优点：

　　• 静压导轨的运动部件与不运动部件为不接触状态，全液体摩擦，驱动功率可以大大降低，可以为用户节约能源，降低成本。而且理论上可称为永不磨损的导轨，使用寿命长，减小维修工作量。

　　• 由于静压油膜厚度几乎不受速度影响，在低速时不会爬行，特别适应低速进给需要。

　　• 静压油膜有均化误差的功能，能提高机床的运动精度。

　　• 闭式静压导轨的油膜可以吸收机床加工时带来的切削震动，有最好的抗震性及耐冲击载荷，适用于重切削加工。

　　• 闭式静压导轨可以承受正、反两方向的载荷，油膜刚度高，承受偏载及颠覆力矩能力强，特别适用于落地铣镗床这种载荷不均匀，偏载大及有正反方向载荷的机床。

　　• 静压导轨的润滑连续性好，可以有效的补偿导轨的热变形，静压的溢流油可以带走导轨副产生的热量，使机床长期运转精度保持稳定。

　　• 机床借助静压导轨技术，通过电液比例阀及数控系统，可以实现机床运行精度误差补偿。

3.机床驱动

3.1主传动机构

　　主传动系统装在主轴箱内，采用系列交流主轴电机驱动，经电气无级调速串接齿轮变速箱，使机床即可得到合适的转速，并且在高速时有足够的扭矩。主传动齿轮均为磨削齿轮，运转平稳。档位为三档变速（HBW系列为两档变速）

　　当主轴需要换档变速时，由选择开关选定所需的档位，这时电磁阀控制换档油缸的动作，其活塞带动滑移齿轮到新的啮合位置。

　　滑移齿轮移动后的停止位置，由电气行程开关监测，只有当齿轮在正确啮合位置时，主轴才能被启动。

3.2进给传动机构

　　进给传动包括镗轴（Z轴）进给、滑枕（W轴）进给、主轴箱（Y轴）进给、立柱（X轴）进给，如带其它特殊附件包括工作台直线（V轴）进给、工作台旋转（B轴）进给、平旋盘滑块（U轴）进给等；

　　• 各轴坐标进给运动均采用交流伺服电机驱动，电机扭矩大，调速范围宽，驱动平稳。

　　• X、Y、W、V、B轴坐标采用全闭环控制，检测元件为进口光栅尺及圆光栅。Z、U轴则采用半闭环控制，检测元件为电机内置编码器。

　　• X轴采用能自动消除正反间隙的双齿轮——精密齿条机构，以保证较高的传动精度。立柱固定在滑座上，因此立柱的进给是由滑座带动与滑座一起作（X向）进给运动。交流伺服电机驱动滑座腔内的进给箱，进给箱伸出的双齿轮与固定在床身上的精密齿条啮合，双齿轮带动滑座及其上部件作进给运动。

　　• X轴运动是采用齿轮齿条传动模式，在床身上安装一套齿条，该齿条采用淬火并精密研磨加工工艺，齿面为硬齿面结构，滑座上安装两套精密行星减速箱，减速箱采用交流伺服电机直联精密行星减速箱装置，减速箱输出轴分别安装驱动齿轮，该齿轮采用淬火并精密研磨加工工艺，齿面为硬齿面结构。齿轮与齿条啮合驱动滑座与立柱运动，当纵向运动时有一个交流伺服电机为主传动电机并控制其运动，另一个交流伺服电机为辅助运动电机，转动方向与主运动电机转向相反并保持一定的电流差值，这样可以通过数控系统控制，自动消除X运动轴左右侧的运动间隙。（斜体部分为HBW系列配置）

　　• Y轴采用滚珠丝杠——丝母副结构，且为滚珠丝杠为固定型式，避免丝杠跨度过大，高速旋转使丝杠产生挠度变形，从而出现精度失真情况。交流伺服电机驱动主轴箱上部的精密进给箱，带动垂向固定在立柱上的滚珠丝杠的螺母旋转，由螺母带动主轴箱作垂向进给运动。

　　• Z、W轴进给机构采用能调整间隙的滚珠丝杠——丝母副结构，以保证各移动部件的平稳移动。镗轴和滑枕进给均有进给箱，分别由伺服电机驱动，经进给箱减速后，驱动预紧滚珠丝杠副，带动镗轴或滑枕作进给运动。丝杠两端为进口丝杠专用轴承支撑。

4.机床平衡补偿功能

　　• 滑枕自重挠曲补偿：滑枕采用预应力挠曲加工方法以消除滑枕的自重挠曲；并且为了增加滑枕的自身刚性，在滑枕中安装两个拉杆，拉杆的拉力大小由油缸提供，随着滑枕的伸出，电液比例阀控制油缸的压力逐渐增大，等滑枕退回时，油缸的压力逐渐减小，从而保证了滑枕移动的精度，同时安装此装置后，也能平衡安装功能附件后滑枕的挠曲变形。

　　• 主轴箱平衡补偿：主轴箱与平衡锤间有两根链条联结，安装在平衡锤前链条上的油缸压力由电液比例阀控制，当滑枕到达某一行程位置时，电液比例阀控制油缸的压力随之变化，从而使前链条的拉力产生相应变化，因此调整了两根链条间的拉力分配，这样就对因滑枕进出引起的整个主轴箱部件重心的位移进行补偿，保持了主轴箱的平衡，保证和提高了滑枕的移动精度。

　　• 滑枕重心位置补偿：在滑枕的重心部位设有液压卸荷滚动装置，平衡滑枕的自重。卸荷滚动装置顶部联接油缸，电液比例阀控制油缸的压力，当滑枕部件的重心位置产生变化时，压力随之产生变化，使得滑枕的重心使终保持支撑。

　　• 镗轴及滑枕的温度补偿：在主轴各轴承位置设有温度检测装置，可以实时监测出主轴部位的温度变化，并即时传递至数控系统中，通过数控系统可以补偿主轴高速旋转而使镗轴及滑枕产生的温度变形，

　　• 镗轴挠度补偿：机床可通过西门子系统的多维垂度补偿功能来实现对镗轴的挠度进行补偿，保证镗轴加工的孔的圆柱度。

5.机床液压系统

　　• 机床采用了两套液压系统，一套给静压导轨供油，另一套专门给主轴箱供油，每套液压系统分出多个分支油路，防止系统压力互相干扰。两台制冷能力强劲的油温自动控制装置，分别对两套供油装置进行温度控制。油箱中设有加热装置，并对外露管路进行保护，以确保机床在低温情况下正常启动工作。另设有最低液位报警及油温报警装置以对机床进行监控。液压站及管路均设有详细标识，并采用暗管方式布置。

　　• 液压系统中的关键元件如泵、阀、密封件等均选用进口液压元件，具有较可靠的工作稳定性。泵站系统均由专业制造厂家生产。

　　• 液压泵站安装在地基的地坑中，保证回油流畅。且油路中有严格的过滤，过滤分为粗过滤、半精过滤、精过滤，确保静压油质，且有堵塞报警显示。

　　• 浮动夹紧机构

　　X、Y、W三坐标均采用浮动夹紧机构，该机构为碟形弹簧组夹紧，液压松开，夹紧时不破坏静压油膜，松开夹紧与机床电气互锁。