世界最大倒立式车床的巧妙设计

图1 由于无需设置辅助装载设备，因此本
车床占地比其他自动化加工系统更加紧凑

　　一系列颇具匠心的设计要素能够帮助最大的倒立式转塔车床精确而有效地加工非常大型的部件。

　　倒立式转塔车床（VTL）的特色在于自身承担了工件装载设备的功能，可利用自己面向下设置的主轴来拣取阶梯式放置的工件，并能将这些工件运送至各自的加工区。由于无需设置辅助装载设备，因此达到了比其他自动化加工系统更加紧凑的特色（图1）。由于用于承载工件的主轴位于刀具的正上方，高温切屑会顺利地掉落至一条运输带上，防止这些切屑污染车床主轴或聚集在工件上导致工件受热升温。

　　Emag公司的多功能VLC 1200型车床据称为世界上最大的倒立式转塔车床。这款车床能够拣取和加工1500kg的工件，工件直径可大至1.2m（图2）。如此之大的部件加工能力使得VLC 1200型车床非常适合于加工用于施工机械、工业输送系统和风力发电机发电系统上的精密部件。另外，这台车床可以一次夹装执行多种加工，包括车削、钻孔、铣削、磨削和齿轮切制。这种灵活性在提升生产吞吐量的同时，尽最大程度减少了半成品的数量，并避免了在制造厂商生产车间内运输笨重的部件。一系列独具匠心的设计要素能够帮助这款VLC 1200车床精确而有效地加工非常大型的部件。

　　图2 VLC 1200型倒立式转塔车床能够拣取和
　　加工1500kg的工件，工件直径可以大至1.2m

　　●聚酯花岗石基础——VLC 1200型车床的特色包括其可移动式设计方案，采用了一种称为Mineralit的聚酯花岗石材料制造了一种呈U形的基础。这种花岗石材料比传统的焊接钢制底座或铸铁底座具有诸多特色。例如这种材料本质上的稳定性能够减轻在传统的钢制或铸铁底座上出现的热变形问题，据这家公司介绍，这就是聚酯花岗石材料与传统底座材料相比时避震效果强30%的原因。更低的系统振动将带来更好的加工表面光洁度以及更长的刀具使用寿命，同时可以采用更为积极的切削参数设置。

　　●液体冷却系统——尽管VLC 1200G型车床底座采用聚酯花岗石材料制造，但其他关键组件仍采用了钢制或铸铁机架。其中一个例子是铸铁主轴支架，此支架横跨了U形基座的上部，形成了一种箱形框架结构，使悬空部件数量降至最低。闭路冷却剂系统确保了主轴支架以及转塔、进给轴以及其他此类部件保持在一致的温度下以确保其热稳定性。

　　●采用非皮带驱动装置的功率强大的铣削主轴——此车床的铣削主轴设置在主轴的下方。主轴提供了高达52kW的马力并且提供了HSK A100接口用于重载切削应用。据这家公司表示，采用无皮带式设计要素消除了反冲、反馈误差和振动，提供了高质量的表面光洁度和精密的几何形状。

　　●车床本身具有部件测量功能——在机加工区内部配备了接触式探头作为工序间测量工具，可在工件仍夹装在车床内的情况下执行测量，精度范围达到±2μm（图3）。在需要时，将根据探头的反馈信号对部件加工程序自动做出标准纠正。此探头也可以用于在刀具更换后（在机加工操作达到全深之前）测量半成品的尺寸特征。此项功能在加工要求使用多件完全相同刀具以加工成某一给定尺寸特征的大型部件时特别实用。

　　图3 安装在车床稳定的聚酯花岗石基础上的一只接触式
　　探头作为工序间量规来测量工件，测量精度达到±2μm

　　由于此探头直接安装在车床聚酯花岗石底座上，所以它与车床之间的相对位置将不会由于温度波动而改变（这点与安装在移动式支臂上的探头不同）。固定不变的探头位置还提供了一个已知的原点位置，从而简化了车床的校准例行程序。

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