本文摘要：

1 序言

  功率及转矩的大小确定了五轴头安装截面的形态。通用性五轴滑台所配备的横梁滑板座可以与通用模块化的横梁通过线轨进行连接，然而大功率大转矩五轴加工中心重切削滑台的安装截面与常规通用性的滑台相比加大了30%以上。因此横梁滑板座需要改进设计，其改进创新点是能与通用性五轴加工中心滑台的横梁滑板座共用同一种横梁，从而实现模块化平台构建[1]，还能在一定程度上提高整体刚性，缩短生产周期，大大降低制造成本，适应市场变化。

2 常规批量款横梁滑板座结构介绍

  常规款五轴加工中心主要由工作台、导轨座、横梁、横梁滑板座和五轴滑台等大件组成。此次重点介绍横梁滑板座的基本结构，通用性结构如图1所示，两组横梁滑板座相互对称，上中下支撑板各两组，共计8个组件，两组对称的横梁滑板座面对面夹持上中下支撑板，从而形成一个“口”字形环抱结构的横梁滑板座（见图1俯视图），而主视图标注的尺寸是横梁的行程方向尺寸，左视图标注的尺寸是与横梁连接的关键尺寸，需要控制公差。从单个横梁滑板座来看，为便于加工，处于上宽中窄“工”字形与横梁连接位置的上下6组滑块连接面集中在一个整体加工面上，可以通过精加工的方式保证其各类尺寸精度和几何精度，而上中下6组支撑板只是起到支撑作用，简单实用。常规款环抱结构所环抱的五轴滑台的截面尺寸目前是420mm×420mm，同时五轴滑台在加工装配中也存在误差，需要上中下支撑板在最终闭口处预留间隙调整，调整后利用注塑填充缝隙使之硬化，形成一个闭环体结构。由于误差调整此时环抱型横梁滑板座如图1所示，1050mm及750mm这两组尺寸也会产生一定的误差，主要是因为配置了磨垫板与横梁连接，此处不详细介绍。因此1050mm和750mm这两组尺寸是与横梁连接的关键尺寸，根据模块化设计要求，这类尺寸不能改动才能满足通用性，也间接地限制了横梁滑板座的扩展及兼容性范围。虽然暂时能满足一定市场的客户需求，但不能满足当下日新月异的市场变化。

3 创新结构优势及加工工艺性

  3.1 创新结构介绍

  市场应用的推广让人们对航空航天加工领域有了进一步的深入了解，特殊加工件大转矩大功率的加工需求迅速掀起一股新的浪潮。为此在原有基础上设计一种适应更大截面的五轴头安装的新款横梁滑板座，主要目的就是解决大转矩大功率的重切削加工，创新结构如图2所示，此结构的分类同通用性滑台一样，分别由两组对称式横梁滑板座及两组上中下支撑板组合形成，呈整体环抱式。不同点在于横梁滑板座与上中下支撑板的组成方向和常规款相比做了90°变动，常规款横梁滑板座上的支撑板只起支撑作用，而新结构将横梁滑板座上的滑块安装面增加在上支撑板与下支撑板上，形成了不同于常规款横梁滑板座的分体结构，此上下两组滑块连接面可微调并复表，实现与横梁滑板座上的滑块连接面共面。利用改变主体结构形式的方式，两组对称款横梁滑板座与上中下支撑板形成的主体结构呈上宽下窄的“T”字形排布，图2左视图中的1160mm与1200mm在横梁行程方向做了扩充应用，而共用横梁的关键尺寸1050mm与750mm则与常规款横梁滑板座一致。经此设计，新结构的横梁滑板座与常规款横梁滑板座可以共用一种开挡的横梁。新结构横梁滑板座同常规款结构一样，采用工艺将支撑板与横梁滑板座的缝隙通过注塑填充硬化，形成一个整体式环抱结构，可满足600mm×600mm的五轴加工中心重切削滑台。由图2左视图可见，夹持五轴重切削滑台的横梁滑板座上的上下滑块连接面形成了分体结构，滑块定位面及其他尺寸精度、几何精度也可能因加工的误差导致不在同一水平面上，间接提升了加工难度，因此为这一分体结构的加工也做了相对应的工艺改进，以实现合格装配精度。

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