综合汽轮机长叶片(见图4)外形特征、加工工艺要求与三类五轴机床布局优缺点,本文确定整机采用一摆一转结构。汽轮机长叶片尺寸跨度大,采用两端顶尖夹持方案,可一次性完成全叶型无死角加工。
[图4 汽轮机长叶片]
为了满足加工长叶片的需求,可将回转工作台替换为两端夹具,由夹具夹持并驱动叶片进行回转加工[7]。两端夹具绕X轴旋转,此时可将该回转轴定义为A轴,从而满足叶片型面的加工要求。
摆头设计包含两种形式:前后方向绕X轴摆动或左右方向绕Y轴摆动。由于在叶片被夹持回转的过程中,工作台已实现了绕A轴的旋转,因此本设计中的摆头采用左右绕Y轴摆动的形式,并将其定义为B轴。
A轴箱通过U轴进行X方向移动,主轴箱带动主轴进行Y轴方向移动,滑枕带动主轴箱进行Z轴方向移动。滑枕与主轴箱悬挂在立柱上,摆头安装在主轴箱前。回转工作台A轴和摆头B轴与三个直线移动X、Y、Z轴配合即可完成叶型的加工,该大型高刚性叶片五轴加工中心整体布局如图5所示。
[图5 高刚性大型叶片五轴加工中心整体布局]
1-滑枕 2-主轴箱 3-辅助支撑 4-主轴 5-立柱 6-A轴箱 7-床身
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