龍門銑多主軸聯動動力頭的優勢分析
2018-07-03李慎旺 劉純祥 郭俊洪
（唐山學院）
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摘 要：龍門銑多主軸聯動動力頭采用了行星齒輪結構實現了切削運動的復合，具有刀盤在低轉速下就能實現高速切削、切削力小、刀具的壽命長和高的效率等優勢，特別適合于難加工材料及超大型零件尤其是大型薄壁零件的切削加工。
關鍵詞：多主軸聯動；高速切削；切削力；刀具壽命
關鍵詞：多主軸聯動；高速切削；切削力；刀具壽命
0.引言
工業制造是國民經濟的重要支柱，是實現發展升級的國之重器，是國民經濟主導產業和戰略性產業，其發展水平是衡量一個國家和地區科技進步和綜合競爭力的重要標志，制造業的興衰印證的是大國的興衰，沒有強大的制造業就不可能成為經濟強國。根據現代機械加工高速高效、高精度、高柔度、復合、智能和綠色化發展總趨勢，研發新的高端加工裝備是切削加工領域的一個重要課題，具有重大的理論和現實意義。
1.龍門銑多主軸聯動動力頭
如圖1所示，將主電機、齒數分別為Z1、Z2的一對齒輪、主軸、刀盤（行架）、調速電機、齒數分別為Z3、Z4的一對錐齒輪、中心輪、行星輪、立銑刀、箱體和輔助支撐組成的部件稱為“龍門銑多主軸聯動動力頭”，“龍門銑多主軸聯動動力頭”的刀盤（行架）由于轉速較低，因此可在刀盤（行架）和箱體之間加輔助支撐以提高刀盤（行架）的剛度和回轉精度。
工業制造是國民經濟的重要支柱，是實現發展升級的國之重器，是國民經濟主導產業和戰略性產業，其發展水平是衡量一個國家和地區科技進步和綜合競爭力的重要標志，制造業的興衰印證的是大國的興衰，沒有強大的制造業就不可能成為經濟強國。根據現代機械加工高速高效、高精度、高柔度、復合、智能和綠色化發展總趨勢，研發新的高端加工裝備是切削加工領域的一個重要課題，具有重大的理論和現實意義。
1.龍門銑多主軸聯動動力頭
如圖1所示，將主電機、齒數分別為Z1、Z2的一對齒輪、主軸、刀盤（行架）、調速電機、齒數分別為Z3、Z4的一對錐齒輪、中心輪、行星輪、立銑刀、箱體和輔助支撐組成的部件稱為“龍門銑多主軸聯動動力頭”，“龍門銑多主軸聯動動力頭”的刀盤（行架）由于轉速較低，因此可在刀盤（行架）和箱體之間加輔助支撐以提高刀盤（行架）的剛度和回轉精度。
“龍門銑多主軸聯動動力頭”可直接安裝于龍門銑床上如圖2所示，圖2所示的設備稱為“多主軸聯動龍門銑”。
2.龍門銑多主軸聯動動力頭的優勢分析
由于切削是由螺旋刃立銑刀下部的螺旋切削刃完成的且邊旋轉邊切入工件，所以較直刃直接切入工件有效地降低了切削力、減小了切削熱，同時八根螺旋刃立銑刀間斷切削工件即每根螺旋刃立銑刀在加工過程都有切削工件時間和不切削工件時間，這有利于散熱，這樣龍門銑多主軸聯動動力頭既降低了切削力，又減小了切削熱，同時散熱效果又好。
龍門銑多主軸聯動動力頭銑削的實際切削速度是螺旋刃立銑刀的速度與刀盤的速度的合成，因此當螺旋刃立銑刀的速度取一較大值時，刀盤的速度取一較小值就能實現高速切削，即龍門銑多主軸聯動動力頭的刀盤在低轉速下就能實現高速切削，這有效地解決了高速切削領域大型刀盤的動平衡和可靠性難題。
龍門銑多主軸聯動動力頭將總磨損量平均到了不同螺旋刃立銑刀的不同的切削刃上，從而提高了整個刀具的壽命，這從方法上解決了難加工材料加工中刀具壽命短的難題。
龍門銑多主軸聯動動力頭可以通過增加螺旋刃立銑刀的數量和提高螺旋刃立銑刀的轉速來提高加工效率和材料的去除率，因此具有高的效率和高的材料的去除率。
綜上所述，龍門銑多主軸聯動動力頭具有刀盤在低轉速下就能實現高速切削、切削力小、刀具的壽命長和具有高的效率和高的材料去除率等優勢，特別適合于難加工材料及超大型零件尤其是大型薄壁零件的切削加工。
結論
龍門銑多主軸聯動動力頭采用了行星齒輪結構實現了切削運動的復合，具有刀盤在低轉速下就能實現高速切削、切削力小、刀具的壽命長和高的效率等優勢，特別適合于難加工材料及超大型零件尤其是大型薄壁零件的切削加工。
參考文獻
[1]Shenwang Li，Xibin Wang，LijingXie，Siqin Pang，Song Peng，Zhiqiang Liang，Li Jiao. The Milling-milling Machining Method and Its Realization..International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2015，76：1151–1161.
[2]Schulz H，Spur G. High speed turn-milling—a new precision manufacturing technology for the machining of rotationally symmetrical workpieces[J]. CIRP Annals-Manufacturing Technology，1990，39（1）：107-109.
[3]Choudhury S K，Mangrulkar K S. Investigation of orthogonal turn-milling for the machining of rotationally symmetrical work pieces[J]. Journal of Materials Processing Technology，2000，99（1）：120-128.
[4]Pogacnik M，Kopac J. Dynamic stabilization of the turn-milling process by parameter optimization[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers，Part B：Journal of Engineering Manufacture，2000，214（2）：127-135.
由于切削是由螺旋刃立銑刀下部的螺旋切削刃完成的且邊旋轉邊切入工件，所以較直刃直接切入工件有效地降低了切削力、減小了切削熱，同時八根螺旋刃立銑刀間斷切削工件即每根螺旋刃立銑刀在加工過程都有切削工件時間和不切削工件時間，這有利于散熱，這樣龍門銑多主軸聯動動力頭既降低了切削力，又減小了切削熱，同時散熱效果又好。
龍門銑多主軸聯動動力頭銑削的實際切削速度是螺旋刃立銑刀的速度與刀盤的速度的合成，因此當螺旋刃立銑刀的速度取一較大值時，刀盤的速度取一較小值就能實現高速切削，即龍門銑多主軸聯動動力頭的刀盤在低轉速下就能實現高速切削，這有效地解決了高速切削領域大型刀盤的動平衡和可靠性難題。
龍門銑多主軸聯動動力頭將總磨損量平均到了不同螺旋刃立銑刀的不同的切削刃上，從而提高了整個刀具的壽命，這從方法上解決了難加工材料加工中刀具壽命短的難題。
龍門銑多主軸聯動動力頭可以通過增加螺旋刃立銑刀的數量和提高螺旋刃立銑刀的轉速來提高加工效率和材料的去除率，因此具有高的效率和高的材料的去除率。
綜上所述，龍門銑多主軸聯動動力頭具有刀盤在低轉速下就能實現高速切削、切削力小、刀具的壽命長和具有高的效率和高的材料去除率等優勢，特別適合于難加工材料及超大型零件尤其是大型薄壁零件的切削加工。
結論
龍門銑多主軸聯動動力頭采用了行星齒輪結構實現了切削運動的復合，具有刀盤在低轉速下就能實現高速切削、切削力小、刀具的壽命長和高的效率等優勢，特別適合于難加工材料及超大型零件尤其是大型薄壁零件的切削加工。
參考文獻
[1]Shenwang Li，Xibin Wang，LijingXie，Siqin Pang，Song Peng，Zhiqiang Liang，Li Jiao. The Milling-milling Machining Method and Its Realization..International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2015，76：1151–1161.
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[4]Pogacnik M，Kopac J. Dynamic stabilization of the turn-milling process by parameter optimization[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers，Part B：Journal of Engineering Manufacture，2000，214（2）：127-135.
來源：《中國新技術新產品》2017年23期
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