影响车铣复合机床双主轴系统精度的因素分析

刘桂芝1，周永良2

(1.南京工程学院，江苏 南京211167）

(2.南京数控机床有限公司，江苏 南京211100)

    主轴系统的精度是决定双主轴车铣复合机床整机加工精度的重要因素，而主轴系统的精度又受机床的多方面因素如机床的几何精度、静态和动态刚度及热性能等的影响。因此，机床设计的关键就归结为如何提高主轴系统的精度。通过对复合加工机床双主轴系统精度影响因素的分析，提出相应的解决方法。

    数控机床作为工作母机在机械加工制造业中得到了广泛的应用。随着数控加工技术的迅猛发展，现代数控机床向着高速、高精、高效、复合和环保的方向发展，以满足加工行业对零件加工精度不断提高的要求和对零件加工高速高效的不断追求。复合加工机床(Complex Machine Tools)也称之为完全加工机床(Complete Machining Machine Tools)，其基本含义就是要在单台复合加工机床上实现零件的大部分或全部工序的加工。随着机械加工市场不断增加的对复合加工机床的需求，国际上复合加工机床将进入激烈的竞争时代。现代的复合加工不仅仅只是车、铣、钻、镗等的复合加工，而是将车削、铣削、镗削、钻削、磨削、淬火、电火花加工、超声波加工、激光加工等不同加工方法都组合到一台机床上，使复合加工技术成为推动机床结构和制造工艺发展的一个新热点，成为数控机床发展的重要方向之一。

    基于上述目的，设计研制了一种双主轴数控车铣复合加工机床（以车削为基础的复合加工机床），其具备双主轴及双主轴的C1轴、C2轴功能；带有12工位动力刀具单刀架及刀具主轴功能；具有X,Y,Z,W4个直线轴；能实现七轴控制，任意两直线轴、任意C轴及主轴的四轴联动，以完成零件的复合曲面的加工。对高速、高效、高精的双主轴车铣复合加工机床来说，影响其加工精度的主要因素就是机床的双主轴系统。本文从数控复合机床主轴系统精度的验收要求出发，阐述在设计、加工、装配时保证机床双主轴精度所采取的技术措施。1数控复合机床有关主轴系统的精度检验标准［1-4］

    根据国家对数控加工中心精度的验收要求，对双主轴复合加工机床的精度检验项目由3部分组成，即几何精度、位置精度和工作精度。工作精度最终体现在机床所能加工零件的尺寸精度、形状和位置偏差、表面粗糙度等上。要保证机床工作精度达到机床精度标准或机床用户使用的要求，在设计、加工、装配及机床调试过程中就要严格控制机床的几何精度和位置精度在一定的范围内。在国家有关机床制造标准的规定中对主轴系统几何精度有以下几点要求：

a.主轴端面的精度要求。

（1）定心轴径的径向跳动：0.008mm；（2）周期性轴向窜动：0.005mm；（3）主轴端面跳动：0.010mm。如图1所示。

作者简介：刘桂芝（1964—），女，江苏徐州人，南京工程学院教授级高工，主要从事教学、数控机床的设计与开发工作。
（文章来源《机械设计与制造工程》如需详细资料请联系江苏机械门户网025-83726289）