沈阳机床股份有限公司 作者：许立亭 刘欣 张斌
一、概述
2）床身呈倒T字形布局结构，立柱在横床身上作X向运动，工作台在纵床身上作Z向运动。主轴箱在立柱上有正挂箱、侧挂箱两种形式，沿Y向运动。这类机床适用于中、大型零件的镗、铣等多工序加工。
主轴箱为正挂箱即是主轴箱体在龙门框架式热对称立柱中央沿立柱导轨上下移动。由于是正挂箱结构，主轴处于箱体的对称中心部位，机床运转所产生箱体温升变形对主轴轴线位移影响较小。因此，主轴箱为正挂箱的机床更容易保证零件加工精度。而主轴箱体装在龙门框架立柱内部，其装配工艺复杂，必须有特殊工艺、工装才保证主轴箱与龙门式立柱的装配。这种结构的机床提高了工艺制造成本。
侧挂箱则是主轴箱侧挂于立柱外侧沿立柱导轨上下移动。立柱一般都是采用封闭式矩形箱型结构，其抗弯、抗扭、抗变形能力较强。由于主轴箱挂于立柱侧面，机床运转所产生箱体温升或受其他热覆射使箱体变形而使主轴轴线产生偏移，影响工件的加工精度。这种结构机床可承受较大的切削力，且装配较正挂箱相对容易简单。
● 机械主轴:当今一般都采用结构紧凑集成主轴组结构，通过独立伺服电机驱动，经齿轮有级传动带动主轴旋转。由于采用齿轮降速传动，主轴变速范围大，可实现大扭矩、重切削加工要求。另外还有采用齿型带同步传动结构，可实现主轴无级调速。无论采用哪种传动的主轴结构，主轴轴径头部位置与箱体间存在有间隙。一般在箱体或主轴法兰蓝盘设计成迷宫式结构，并以气幕加以保护，避免切削液和粉尘等渗入，以保证主轴的精度和使用寿命。
● 电主轴:这种主轴通常采用内藏式电机主轴单元结构，以零传动的方式实现主轴高速旋转。主轴内部装有编码器，通过伺服装置对主轴运转进行控制，可完成主轴准停、急停等功能。由于是电机直接驱动无传动链，可使主轴达几万转或更高转速，并可减少机床的噪声、发热、振动和功率损失。一般适用于切削力小、薄壁、复杂曲面、精密零件的加工。
● 镗杆式移动主轴:这种主轴结构可以由独立伺服电机驱动滚珠丝杠拖动镗轴移动，镗轴移动位置由位置控制器监控。它作为机床一个坐标轴可自行或参与机床坐标联动加工。通常定义该轴为W轴。另外还有由液压系统作为动力，液压油缸为执行元件拖动镗轴移动。这种结构镗轴的移动过程没有位置监控，不能成为机床的坐标轴。
● 滑枕式移动主轴:这种主轴结构可以进行滑枕大行程对工件加工，比镗杆移动式结构达到更深的孔或面的加工。这是由于在滑枕移出的基础上主轴在滑枕内继续移出，总行程一般可达1000mm以上。由于滑枕截面是矩形结构，滑枕行程移动的间隙类似于机床矩形导轨其间隙可调，保证了滑枕运动中的高刚性和可重复性。因此，它的导向性能和移动精度优于纯镗杆移动式主轴结构。
● 平旋盘式主轴:平旋盘可分为固定式和可拆式两种。固定式平旋盘是安装在机床上不可拆卸的，而可拆式平旋盘拆卸与否可根据加工的需要来确定。平旋盘旋转运动是由主电机经齿轮传动完成主切削运动;平旋盘滑块的径向进给移动是由伺服电机驱动，经齿轮行星机构传递完成。平旋盘还可以带有两个滑块同向或反向沿径向移动，实现进给加工。这种平旋盘结构与普通机床上的平旋盘不同，平旋盘滑块的进给是由伺服电机控制完成，称为U轴。平旋盘径向滑块上带有刀具自动夹紧装置，可实现刀具的自动交换，故称其为数控平旋盘。可实现复杂零件回转面及沟槽的车镗加工。
目前国内生产制造卧式加工中心企业有几十家，产品规格从工作台300mm到2500mm等各种规格二十多台。在这些企业中我们发现很多新面孔。据了解，他们有的是近两年才转入机床行业并自行开发、制造卧式加工中心，其机床制造技术不是很成熟，机床指标与性能还处于一般水平。有的却是高起点，利用国外先进技术生产制造中、大型卧式加工中心及其他类型高端数控产品。
一般工作台规格在630mm以下的中小规格机床，机械主轴最高转速大多在8000r/min以下;各直线坐标最大位移速度在60m/min以下;定位精度在0.01mm左右。而中大型规格的卧式加工中心机床指标低于上述指标。 通过资料显示，有些企业机床性能、参数可作为选项，根据用户需要，采用不同配制。例如:有些中、小规格的加工中心，采用了电动主轴，使机床主轴转速可达上万转/分钟甚至几万转/分钟。满足了汽车工业中的模具制造、以及动力设备制造业中难加工材料如:钛合金、铬、镍、铁等合金的加工。
在机床行业追求高精度、高速度的同时，我国航空、航天、军工、能源装备和重型机械工程等重点发展领域正在快速发展，对金切机床技术水平、性能指标要求越来越高。这些行业的突出特点是零件基体庞大、结构复杂、品种繁多，精度要求高，通常为小批量生产，无法采用大规模流水生产方式来提高效率和降低成本。特别是大型箱体零件惟有重、大型卧式加工中心水平轴切线削加工比较适合。如宁波海天精工机械有限公司生产的HTM-160HA、上海三一精机有限公司生产的HMSD250P及意大利PAMA（上海公司）生产的TB3000卧式加中心等。其工作台规格分别达2000mm、2500mm和1600mm，并采用双交换工作站结构。这类机床可承载大型零件，一般最大可承载零件重达二十多吨。该类机床均采用镗杆式移动主轴结构，镗轴直径为φ130mm至φ160mm。采用大功率和高扭矩设计，可进行强力、高速切削加工。目前带双交换工作站结构最大规格工作台已达到3000mm×2500mm，镗轴直径为φ160mm。而固定工作台结构机床，工作台最大可达4500mm×3000mm如台湾达佛罗企业有限公司生产的HBM-7T型产品。
四、结束语
目前，中小规格卧式加工中心产品涉足厂家较多，产品的整体制造技术比较成熟，产品的技术性能与技术指标已接近国外发达国家产品水平。这类产品市场容量大、但竞争也较为激烈，已面临着产能过剩的危机。而国内重大型卧式加工中心制造技术还处于发展阶段，国内能够掌握其核心技术生产、制造的企业不多，重大型产品竞争远不如中小规格产品竞争激烈，致使企业缺少产品了创新意思，产品的技术挖潜升级步伐较慢，导致重大型产品技术发展落后于中小规格产品。若要实现核心技术突破，企业应积极跟踪市场和国外产品技术发展趋势，踏实做好核心技术的攻关研究工作，如大型移动部件的刚性研究以及拖动技术的研究，热变形补偿技术的研究等等，使之提高机床的精度和稳定性，真正实现从提供机床产品到机床商品的转变，为我国重点发展领域及新兴产业提供先进适用的机床装备。
