五軸聯(lián)動(dòng)龍門機(jī)床主要結(jié)構(gòu)

五軸聯(lián)動(dòng)龍門機(jī)床 X 向橫梁由 Y 向機(jī)床床 身支撐，并可以在其導(dǎo)軌上沿 Y 方向移動(dòng)。Z 軸 梁安裝在 X 向橫梁上并可以在其導(dǎo)軌上沿 X 軸 移動(dòng)，A/C 軸旋轉(zhuǎn)擺頭安裝在 Z 軸梁上沿 Z 軸的 上下移動(dòng)。超高壓水刀頭安裝在 A/C 軸旋轉(zhuǎn)擺 頭上組成五軸水刀頭，刀頭繞 C 軸旋轉(zhuǎn)，繞 A 軸 擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)空間姿態(tài)調(diào)整。X，Y，Z 軸移動(dòng)與 C 軸 旋轉(zhuǎn)、A 軸擺動(dòng)構(gòu)成五軸聯(lián)動(dòng)。 五軸聯(lián)動(dòng)龍門機(jī)床的床身以鋁合金材料為 主，具有外形美觀、強(qiáng)度好等特點(diǎn)；傳動(dòng)軸由伺服 電機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊、平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)傳動(dòng)軸負(fù)載及滑動(dòng)面摩擦程度，對(duì)伺服電機(jī) 的驅(qū)動(dòng)功率和扭矩進(jìn)行校核，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速與 傳動(dòng)帶輪及絲杠導(dǎo)程匹配，精準(zhǔn)控制龍門機(jī)床的 傳動(dòng)速度。圖 5 為五軸聯(lián)動(dòng)龍門機(jī)床 X 軸傳動(dòng) 結(jié)構(gòu)示意。五軸聯(lián)動(dòng)龍門機(jī)床的 Y 軸滑板、X 軸 橫梁等部件是機(jī)床的主要承載結(jié)構(gòu)，前者是 Y 軸 驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)與 Y 軸載荷的過(guò)渡零件，后者是承載加工刀頭及加工射流反沖力的關(guān)鍵部件，它們的強(qiáng) 度與剛度直接影響了機(jī)床穩(wěn)定性與精度。

圖 6 示出 Y 軸滑板有限元模型及受力分析 結(jié)果，其主要受 Y 軸導(dǎo)軌滑塊連接螺栓和 Y 軸負(fù) 載重力的剪切作用，通過(guò)分析可知，Y 軸滑板選用 鋁合金材料，結(jié)合單邊的承載載荷，Y 軸滑板屈服 力為 55.1 MPa，極限受力為 39.2 MPa，強(qiáng)度安全 系數(shù)達(dá)到 1.41，滿足設(shè)計(jì)要求。

圖 7 是機(jī)床 X 軸橫梁有限元模型及受力分 析結(jié)果，其受力包括 Z 軸梁與 A/C 軸擺頭及水 刀頭重力、橫梁自重和射流反沖力，可以簡(jiǎn)化2視 為橋式結(jié)構(gòu)受力模型，通過(guò)分析可知，X 軸橫梁 選用鋁合金型材，結(jié)合總承載，X 橫梁屈服力為 145 MPa，極限受力為12 MPa，極限受力變形量為 0.072 mm，強(qiáng)度安全系數(shù)達(dá) 12.1，滿足設(shè)計(jì)要求。