三维数控雕铣机床的总体布局设计

　　三维数控雕铣机床主要是用于较小铣削量或软金属材料的工件的加工。不但要求加工精度较高，而且要求实现高速切削，其主轴转速甚至高达30000r/min左右。其移动部件不但要刚性好，而且要尽可能轻巧，以保证其灵活性。对数控系统，要求其具有高的速度和极好的伺服电机特性。

　　对于三维数控雕铣机床，从机械的角度分析，其结构应满足：非移动部件刚性要好，移动部件在保证其具有良好刚性的前提下，尽可能轻巧，灵活性要好。要从机械上满足既轻巧又刚性好的要求，关键在于机械结构的合理设计上。三维数控雕铣机总体结构布局如图1所示。机床主要由二维数控十字工作台5(X-Z向)、立柱4、一维数控工作台1(Y向)、主轴组件2、泵站3、操作及控制柜6等部件所组成。而二维数控十字工作台与横梁设计为一体，一维工作台与机床床身底座设计为一体。

图1    三维数控雕铣机床总体布置图

　　龙门式的结构具有良好的刚性和对称性，一直是高速切削设备的首选结构。本机床总体布局采用龙门架式铣床结构，并设计了较宽的立柱和横梁。为克服不良力矩的问题，尽量加宽了X、Y、Z三向的两根直线滚动导轨之间的跨距，从整体布局上有效保证了机床的刚性。

　　因孕育铸铁具有良好的稳定性、吸振性和耐冲击性，可使床身的结构强度和刚性有显著提高，故本机床整体式床身底座采用孕育铸铁铸造而成。它为箱形结构，内部筋板采用米字型筋配合的网状结构，确保了对Y轴工作台和两立柱的刚性支承，使机床动态加工的稳定性可达最好。因机床的刚性主要用于克服移动部分在高速移动时对非移动部分的强大冲击，所以导轨和丝杠在设计时应尽量要求粗一些，以加强刚性。

　　由于采取了这些措施，一帆数控机械有限公司所设计的三维数控雕铣机床的最大优点是能进行比较细小的加工，加工精度比较高，对软金属可进行高速切削。