简介
来源：山东大学机械工程学院等作者：韩玉勇 苗付标 李自强 杨朝全
摘要：以高精密卧式加工中心关键部件的设计为例， 阐述了保质设计通用技术及模块化产品通用规划设计技术在高精密制造加工设备设计中的应用。
图３双输出主轴附件头结构图
２.２传统结构采用国际流行设计方案
２.２.１机床床身采用正Ｔ 形一体化设计
该加工中心Ｚ 向导轨所在的前床身和Ｘ 向导轨所在的后床身组成正Ｔ 形一体化结构， 且前后床身均采用内外双壁加米字形斜筋设计（见图４）。通过建立机床床身的有限元模型进行分析， 证实该结构最好地实现了精密机床的高刚性及高稳定性要求［５］ 。见图５。
图４内外双壁加米字形斜筋结构
图５机床床身有限元分析图
２.２.２Ｘ 向床身导轨采用前低后高阶梯结构设计
立柱移动所在的Ｘ 向２ 条导轨采用国际流行的前导轨低后导轨高的阶梯结构（见图６）， 利用丝杆安装位置越靠近机床重心越省力的原理， 在保证Ｙ 轴强度的情况下， 大大减轻了移动部件立柱的质量， 从而可获得更高的加速性能。并且该结构在机床未切削时可以使立柱和主轴箱部件有前倾趋势， 该趋势刚好抵消机床切削时产生的切削抗力， 增强了机床克服倾覆力矩的能力［６］ 。
图６床身导轨前低后高阶梯结构
２.２.３托盘夹紧及交换结构采用了液压控制设计
托盘采用４ 个９０°锥台设计， 通过液压夹紧机构使卡爪拉钉拉紧， 保证４ 个锥台面紧密贴合， 定位精度高， 液压拉紧力大， 能够承受强力切削， 达到平稳无振动。托盘交换器采用液压差动升降技术及回转油缸串联、液压缓冲结构设计， 实现了交换速度快、负载能力强和定位准确的性能［７］ 。
２.３高精密数控旋转工作台的应用确保了加工精度
该加工中心采用闭环高精密数控旋转工作台结构， 确保了精密级的重复定位精度， 工作台的回转精度保证为≤３″， 从而最终实现了此产品的高精密度和复合加工功能， 达到了精密数控机床的国际先进水平。
３、工艺路线的优化
综合考虑生产过程稳定性以及制造成本， 缓解机床零件加工、装配过程中工艺方案不合理以及随机性故障引发的产品生产周期问题， 结合制造企业实际，特制订如图７ 所示的工艺路线。
图７产品工艺路线
４、结论
高精密卧式加工中心技术含量高， 属高端装备产品， 是制造业的支柱性产品， 也是机床制造业的发展方向。该产品技术先进、附加值高， 是适合我国装备制造业需要和开拓国外市场的优先产品， 符合国家及山东省振兴基础装备制造业、发展关键制造技术的发展规划［８］ 。其设计经验值得人们借鉴和推广。只有吸收和发明相结合， 才能进行深层次的技术创新。
