面對我國航空、航天、核電、風電、船舶等國家重點領域的重大工程項目對關鍵加工裝備的迫切需求，發展大型、重型高檔數控機床成為必然，高架式五軸車銑加工中心就是為此而設計的。車銑復合加工技術是集高速切削和銑削技術的優點而發展起來的先進切削技術，而該高架式五軸車銑加工中心正是運用車銑加工這種新的加工方法，在大型回轉體的高速切削及弱剛度回轉體的精加工中有其獨特的優勢。在此車銑加工中心上可完成車削、銑削、鉆鏜等復雜工序加工，提高設備利用率和加工效率，解決了大型回轉體類零件尤其是內表面具有矩形網格結構的大型薄壁回轉體類零件的高速車銑加工問題。

　　1. 機床結構及特點

　　1.1 機床結構

　　基于現有大型薄壁回轉體類零件，尤其是內表面具有矩形網格結構的大型薄壁回轉體類零件的特點，選擇了新的工藝路線———高速車銑技術。具有高速銑削一切優點的高速車銑比單純的車或銑能提高效率5-10倍。本機床采用高架式橫梁移動框架結構，用于實現X、Y、Z 三軸的高速移動，設置雙擺動式銑削頭，既可以實現獨立的車削功能，又可以實現獨立的銑削功能，并配備有鏈式刀庫及回轉直徑為4M的立式回轉工作臺。

　　具體結構構成如下：回轉工作臺U 設置在工作臺底座上，并通過安裝在工作臺底座側面的直流調速電動機4和齒輪變速箱5驅動；設置有2個前后方向布置的X軸導軌座1，它們分別通過導向鍵和螺栓與3個底座3 固定，其上各安裝有X 軸滾動導軌29：Y軸后橫梁8 和Y軸前橫梁9 通過導向鍵和螺栓固定成一體（簡稱為Y軸橫梁），該橫梁水平方向布置，并安裝在2個X軸滾動導軌上面，由X軸伺服電動機通過布置在X軸導軌座中央的X軸滾珠絲杠33 帶動其前后運動；Y軸后滑鞍10 和Y軸前滑鞍11通過導向鍵24和螺栓固定成一體（簡稱為Y軸滑鞍），該滑鞍上下方向布置，并安裝在Y軸橫梁的滾動導軌27、31上，由Y軸伺服電動機通過布置在Y軸后橫梁上的Y軸滾珠絲杠28帶動其水平運動；Z軸滑枕12上下方向布置，并通過3個Z軸滾動導軌26安裝在Y軸滑鞍上，由Z軸伺服電動機通過布置在Y軸后滑鞍10上的Z軸滾珠絲杠25帶動其上下運動；雙擺動復合車銑電主軸14固定在Z軸滑枕下端，鏈式刀庫’2設置在后底座的內側面。X、Y、Z軸為直線運動，B軸為擺動，A軸為旋轉運動。機床總體結構簡圖如圖1 所示。

1.2 機床結構特點

　　機床有以下6個特點：

　?。?）采用高架橫梁移動式框架結構，除保證加工精度外，也易于實現X、Y、Z 三軸的高速移動。此外在! 軸的方向上也易于實現長距離的驅動。

　　（2）設置雙擺動式銑削頭，銑頭安裝臺上可安裝銑削電主軸和車銑電主軸。車銑電主軸可以實現獨立的車削功能和獨立的銑削功能。需要車削時車銑電主軸后端部位的鼠齒盤鎖緊，完成車削的任務；需要銑削時車銑電主軸后端部位的鼠齒盤松開，完成銑削的任務。需要高速銑削時，將車銑電主軸卸下，并安裝高速銑削電主軸，完成高速銑削的任務。

　?。?）設置最大回轉直徑4M的立式回轉工作臺，以完成回轉類工件加工的車削和銑削功能。

　?。?）在X軸方向上采用雙軸驅動的運動方式，驅動精度為一個脈沖，確保了左右X軸同步高精度移動。

　　（5）在Y軸方向上采用雙橫梁的結構形式，易于實現受力的平衡和受載荷的均勻。

　?。?）在立柱后端設置一鏈式刀庫，可安裝不同規格的車刀和銑刀，以實現機床的自動換刀。

2 機床主要技術參數
  
　　最大加工工件直徑/MM:36000；
　　X軸最大行程/MM:5600；
　　Y 軸最大行程/MM:4300；
　　Z軸最大行程/MM:1500；
　　回轉工作臺的轉速范圍（r/min）：0.4-40；
　　鏈式刀庫的總容量：48把；
　　雙擺動式銑削頭（垂直方向）B 軸：220°；
　　雙擺動式銑削頭（水平方向）A 軸：360°；
　　銑削電主軸的最高轉速（r/min）：18000。

3. 控制系統及加工過程

　　3.1  控制系統

　　本機床CNC 控制系統采用法國NUM1050，伺服驅動為MDLU全數字式，具有精度高、運行速度快等特點。

　　3.2 加工過程

　　機床啟動，X、Y、Z、B 四個方向的運動部件移至機床零點，啟動預先編好的加工程序，機床各部件將按自動的指令運動，對被加工工件進行加工。當加工空間曲面時，X、Y、Z可以聯動完成對空間曲面的銑削加工；當加工復雜的空間曲面時，X、Y、Z、B和A五軸聯動，完成對復雜空間曲面的銑削加工；當高速車銑加工回轉體工件的內表面矩形網格時，圓柱立銑刀垂直于矩形網格，利用X、Y、Z和A四軸聯動來實現；當車削內孔、外圓和上平面時，車刀安裝在雙擺動復合車銑電主軸上，電主軸由鼠牙盤鎖緊，車刀的空間位置由兩個力矩電動機相應的轉動來保證，被加工工件隨立式回轉工作臺一起轉動。加工完畢后，各軸退回到零點位置，刀具和回轉工作臺停止轉動，等待下一個工件的加工。

4 結語
　　本文提供的這種結構簡單、高效精密的高架式五軸車銑加工中心，解決了回轉體類零件的高速車銑加工問題，尤其解決了內表面具有矩形網格結構的大型薄壁回轉體零件的高速車銑加工問題，可實現一次裝夾就能完成其復雜型面回轉體大部分工序的一次整體高速精密加工。