本章針對(duì)復(fù)合式鏜銑加工中心床身結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化,，首先根據(jù)加工中心 的技術(shù)要求確定床身長(zhǎng),、寬,、高的基本尺寸，然后建立了三種不同筋板布置型式 的床身結(jié)構(gòu),，通過有限元分析的方法比較了筋板布置型式以及筋板厚度變化對(duì)床 身質(zhì)量以及靜動(dòng)態(tài)特性的影響,，最后基于床身綜合性能的層次分析法與筋板厚度 的靈敏度分析，得出筋板的最優(yōu)布局形式與筋板的******厚度,，研究表明：機(jī)床床 身“井”字型筋板布局已經(jīng)具有良好的靜動(dòng)態(tài)特性,，合理地選擇筋板型式以及筋 板厚度尺寸是提高床身靜動(dòng)態(tài)特性的一種重要手段。
隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,，對(duì)于機(jī)械制造業(yè)來(lái)說(shuō),，高性能的加工制造不僅是 高速，而是高效率和高質(zhì)量,，總體表現(xiàn)為一個(gè)中心（加工效率）和四項(xiàng)基本支持 技術(shù)（高速,、高精、高可靠性和環(huán)保）,。本課題所研制的精密復(fù)合式鏜銑加工中 心是一種針對(duì)復(fù)雜箱體類零件加工并適應(yīng)a前精工機(jī)床行業(yè)以高速化為先導(dǎo),、向 高效柔性化和高精化方向發(fā)展的重要精工機(jī)床。
工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高,，為機(jī)床行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇,，也帶來(lái)了新的挑 戰(zhàn)。高精密精工機(jī)床己經(jīng)占據(jù)了我國(guó)制造業(yè)以及其他相關(guān)行業(yè)的基礎(chǔ)地位。機(jī)床的加 工精度主要通過減小加工誤差來(lái)實(shí)現(xiàn),。在減小加工誤差的研宄過程中發(fā)現(xiàn),，機(jī)床熱變 形誤差在機(jī)床總加工誤差中占據(jù)了相當(dāng)大的比重。所以,，探宄如何降低機(jī)床的熱變形 誤差就顯得十分重要,。主軸及其部件是臥式鏜銑加工中心的核心組成部分,，而它在熱 源作用下的熱特性,，直接影響到機(jī)床的加工精度。所以,，對(duì)機(jī)床主軸部件進(jìn)行熱特性 分析,，對(duì)減小加工誤差，提高機(jī)床加工精度具有重要的理論以及工程應(yīng)用價(jià)值,。
雖然可以看到在主軸箱,、主軸部件的熱特性研宄領(lǐng)域己經(jīng)取得了 一些進(jìn)展以及成果，但是本論文的研宄對(duì)象是高速精密臥式鏜銑加工中心,，該機(jī)床采 用“箱中箱”結(jié)構(gòu),，具有熱對(duì)稱等特性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具有其特殊性,，上述的研宄成果 并不能直接加以應(yīng)用,。本文將TH6213臥式鏜銑加工中心主軸系統(tǒng)在2500r/min轉(zhuǎn)速 下的熱特性作為研宄對(duì)象，建立其有限元模型,，展開進(jìn)一步的研宄,。
TH6213臥式鏜銑加工中心的主軸部件主要由主軸、減速箱,、主軸箱體以及其他 功能部件組成,，如電機(jī)、冷卻系統(tǒng)等,。主軸對(duì)加工精度有著直接的影響,，所以本章將 加工中心主軸作為研宄對(duì)象，對(duì)其熱特性進(jìn)行探宄,。
加工中心（Machining Center)是一種備有刀庫(kù),，具有自動(dòng)換刀功能，一次裝 夾定位能夠加工多道工序的精工機(jī)床[2],。與普通精工機(jī)床相比,，加工中心可縮短對(duì) 刀、測(cè)量時(shí)間及不同工序之間的換刀時(shí)間等輔助時(shí)間,，具有加工精度高,，加工效 率高等特點(diǎn)。加工中心一般適合加工形狀復(fù)雜、精度要求高的中小批量工件,，其 加工效率是普通機(jī)床的5-10倍,，是當(dāng)今世界發(fā)展較快的現(xiàn)代化機(jī)床[3]。
鏜銑加工中心是一種復(fù)合式的精工機(jī)床,，它將臥式鏜和立式銑通過 共用一個(gè)工作臺(tái)復(fù)合在一起,，形成具有電主軸和機(jī)械主軸的雙主軸結(jié)構(gòu)。
鏜床是TX1600G鏜銑加工中心重要的組成部分,，其各坐標(biāo)軸的行程如下：X 軸行程1750mm, Z軸行程1000mm, Y軸行程1200mm,。鍵床主軸直徑240mm,采用方形滑枕式結(jié)構(gòu)，在鏜削加工中,，滑臺(tái)帶動(dòng)滑枕在Z方向運(yùn)動(dòng),，確定Z軸位 置，滑枕帶動(dòng)主軸和刀具在Y方向進(jìn)行鏜削,。在Y方向加工深孔時(shí),，滑枕伸出的 長(zhǎng)度比較大，加上滑枕,、主軸,、其它附件的重力及鏜削力的影響，滑枕在伸出方 向形成了懸臂梁結(jié)構(gòu),，發(fā)生彎曲變形,，產(chǎn)生撓度誤差。這種撓度誤差嚴(yán)重影響到 機(jī)床的定位精度和加工精度,，故對(duì)撓度誤差進(jìn)行補(bǔ)償是十分必要的,。
加工中心的發(fā)展是衡量一個(gè)國(guó)家先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。本文在深入研 宄國(guó)內(nèi)外精工系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,，根據(jù)TX1600G鏜銑加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn),，采用 了 “NC+PC”型開放式精工系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一套多軸多通道的基于UMAC運(yùn)動(dòng)控制 器的開放式精工系統(tǒng),。該精工系統(tǒng)具備機(jī)床基本功能,，并添加了補(bǔ)償功能，進(jìn)行 了 PID調(diào)節(jié),，對(duì)提高加工中心的精度和效率具有重要的意義,。
（1）在檢測(cè)各軸定位精度和重復(fù)定位精度時(shí)，當(dāng)各軸定位精度都很準(zhǔn)確而反向間隙較大時(shí),，基本可以排除滾珠絲杠螺母副的磨損,，應(yīng)依次從鑲條、軸承支座,、聯(lián)軸器,、同步帶和絲杠尾部預(yù)緊螺母，軸承排除故障，其中鑲條,、同步帶和軸承最易出現(xiàn)故障,。（2）在調(diào)整各軸鑲條間隙時(shí)，切勿用力過大一次調(diào)整到位,，要先適量預(yù)緊螺釘,，再不斷移動(dòng)該軸，然后再適量預(yù)緊螺釘,，重復(fù)多次以達(dá)到間隙適當(dāng),。間隙是否適當(dāng)可以參考系統(tǒng)監(jiān)視畫面中該軸負(fù)載值的大小。（3）由于機(jī)床經(jīng)過長(zhǎng)期使用和各軸的傳動(dòng)鏈較長(zhǎng),，所以各軸的反向間隙不可能通過調(diào)整機(jī)械部分達(dá)到100%準(zhǔn)確,，則需要通過調(diào)整參數(shù)1851來(lái)減小或避免反向間隙,。（4）主軸箱內(nèi)不需要加注潤(rùn)滑油,，它的潤(rùn)滑是由液壓系統(tǒng)來(lái)完成的。（5）液壓油箱使用的是46#液壓油,，而自動(dòng)潤(rùn)滑油泵使用的是32#潤(rùn)滑油,，二者均不可使用再生油、臟油和廢油,。（6）拉釘是耗材,，對(duì)于使用時(shí)間過長(zhǎng)、表面凸凹不平的拉釘應(yīng)及時(shí)更換,，否則容易造成刀鎖不緊,，在加工過程中產(chǎn)生振動(dòng)。