本章針對復(fù)合式鏜銑加工中心床身結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計與優(yōu)化，首先根據(jù)加工中心 的技術(shù)要求確定床身長、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床 身質(zhì)量以及靜動態(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，對于機(jī)械制造業(yè)來說，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)為一個中心（加工效率）和四項基本支持 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)展帶來了新的機(jī)遇，也帶來了新的挑 戰(zhàn)。高精密精工機(jī)床己經(jīng)占據(jù)了我國制造業(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實現(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，對機(jī)床主軸部件進(jìn)行熱特性 分析，對減小加工誤差，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)，具有熱對稱等特性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上具有其特殊性，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象，對其熱特性進(jìn)行探宄。
加工中心（Machining Center)是一種備有刀庫，具有自動換刀功能，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 刀、測量時間及不同工序之間的換刀時間等輔助時間，具有加工精度高，加工效 率高等特點。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 共用一個工作臺復(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，滑臺帶動滑枕在Z方向運(yùn)動，確定Z軸位 置，滑枕帶動主軸和刀具在Y方向進(jìn)行鏜削。在Y方向加工深孔時，滑枕伸出的 長度比較大，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)展是衡量一個國家先進(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，采用 了 “NC+PC”型開放式精工系統(tǒng)，設(shè)計了一套多軸多通道的基于UMAC運(yùn)動控制 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)，對提高加工中心的精度和效率具有重要的意義。
（1）在檢測各軸定位精度和重復(fù)定位精度時，當(dāng)各軸定位精度都很準(zhǔn)確而反向間隙較大時，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，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)過長期使用和各軸的傳動鏈較長，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來減小或避免反向間隙。（4）主軸箱內(nèi)不需要加注潤滑油，它的潤滑是由液壓系統(tǒng)來完成的。（5）液壓油箱使用的是46#液壓油，而自動潤滑油泵使用的是32#潤滑油，二者均不可使用再生油、臟油和廢油。（6）拉釘是耗材，對于使用時間過長、表面凸凹不平的拉釘應(yīng)及時更換，否則容易造成刀鎖不緊，在加工過程中產(chǎn)生振動。