桥式龙门说明6.29

中传重型机床有限公司

桥式数控龙门车铣加工中心

技术说明

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2013-6

桥式数控龙门车铣加工中心 1

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1．机床概述

桥式数控龙门车铣加工中心是中传重型机床有限公司在吸收了当今国际上先进的数控龙门镗铣床制造技术，自行研发的龙门车铣加工中心。该机床采用优化设计手段，三维立体造型、CAM模拟仿真、有限元分析及模块化设计等方法，配置国内、外先进的功能部件，精心设计的专用产品，是集电气、液压控制和现代机械设计等多学科、多门类精密制造技术于一体的机电一体化机床产品。

机床主要应用了滚柱导轨导向系统，双驱同步驱动技术，高精度车铣转台技术等；并配置了西门子840Dsl数控系统和海德汉公司的位置检测系统，确保机床具有刚度好、效率高，可靠性强，功能稳定、操作方便、安全环保。

机床配备两数控轴万能铣头能够在一次装夹中，对一个零件内外五个不同表面进行钻孔、镗孔、切沟槽、以及平面的銑削加工。机床配有数控车铣工作台可实现回转零件的车削和銑削的分度定位功能。机床可选配延伸铣头、直角铣头、窄直角铣头等。

机床设有链式刀库和附件头库，并能实现自动更换，从而缩短了辅助时间、大幅度提高了生产效率。

机床的组成:机床采用分离传动；配有固定工作台、数控车铣工作台、龙门移动式结构布局。

1.1主运动

主传动采用滑枕内置主电机，带有双速齿轮箱，变速驱动附件铣头的旋转运动。主运动挡内无级调速。

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1.2进给运动

X轴-龙门架沿床身导轨水平纵向移动。 Y轴-滑座沿横梁导轨水平移动。 Z轴-滑枕沿滑座导轨垂直运动。 C轴-回转工作台回转分度运动。 A轴-万能铣头主轴的摆动运动。 C1轴-万能铣头的回转运动。 2.主要技术参数

2.1固定工作台面宽度 1600 mm 2.2固定工作台面长度 3000 mm 2.3固定工作台承重 5000kg/m 2.4两立柱间的最大距离 2200 mm 2.5最大工件高度 1000 mm 2.6滑枕端面至工作台面最大距离 1700 mm 2.7龙门架纵向工作行程（X轴） 2.8龙门架纵向总行程 5195 mm 2.9滑座水平行程（Y轴） 2.10滑枕垂直行程（Z轴） 1000mm 2.11龙门架纵向进给速度（X轴） 0-8000mm/min 2.12滑座水平进给速度（Y轴） 0-8000mm/min 2.13滑枕垂直进给速度（Z轴） 0-6000mm/min 龙门架纵向快速移动速度（X轴） 8000mm/min 桥式数控龙门车铣加工中心 3

3050mm ±1375mm 2.14

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2.15滑座水平快速移动速度（Y轴） 80000mm/min 2.16滑枕垂直快速移动速度（Z轴） 6000mm/min 2.17方滑枕尺寸 360×360mm 2.18主轴最高转数 3000r/min 2.19主电机功率 35kW 2.20数控万能铣头

功率 17 kW 转速 11890r/min 扭矩 13.7Nm A轴 C1轴 2.21数控回转工作台

工作台最大扭矩 19kNm 工作台转速级数（机械二档） 工作台转速范围

车削 2.5-250r/min 銑削 0-5r/min

2.22 数控系统 SIEMENS840Dsl 2.23数控轴数 2.24联动轴数 4 2.25 机床所需压缩空气气压 桥式数控龙门车铣加工中心 4

±120° ＋90°/－450°档内无级 主轴加6数控轴轴联动 0.6Mpa

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2.26 机床总重量约（不含附件铣头） 76 t

2.27机床外形尺寸(长×宽×高） 9250×5150×5800mm 机床精度 定位精度

X轴全行程定位精度 0.040mm Y轴全行程定位精度 0.022mm Z轴全行程定位精度 0.012mm 重复定位精度

X轴的重复定位精度 0.01mm Y轴的重复定位精度 0.008mm Z轴的重复定位精度 0.008mm

3．机床主要结构及性能

机床为工作台固定、龙门架移动式、并配备数控回转工作台，实现车铣功能。横梁上配置一个大功率交流调速的滑枕式镗铣头；滑枕内部装有外购整体主轴，含主电机、双速齿轮箱、刀具更换装置，主电机随滑枕轴向运动。机床各导轨均为滚柱直线导轨，刚度高 、动态响应能力强，寿命长。

机床由固定工作台、龙门架，滑座、滑枕、各轴进给机构、数控回转工作台，以及液压控制系统和电气控制系统、防护装置等组成。 3.1主运动

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机床具有銑削主运动和车削主运动。

銑削采用交流主轴电机驱动，并经双速减速机变速，使主传动轴获得1-3000r/min转速范围，通过更换不同功能附件和刀具、满足不同工序的加工。

车削主运动为数控回转工作台的回转运动。工作台的回转运动由两套结构相同的主传动装置，同步驱动。 3.2进给传动：

各进给轴均采用西门子1FT6数字式交流伺服电机驱动，并配备相应的伺服驱动单元。

X、Y、Z、C轴全部为闭环控制，位置检测元件选用HEIDENHAIN生产的LB382C光栅尺和圆光栅，可准确的定位。光栅尺有空气增压系统，采用HEIDENHAIN DA300压缩空气系统。

X轴采用龙门架两端同步驱动的方式，即两个伺服电机分别经各自减速机、滚珠丝杠分别驱动左、右立柱。采用双电机、双检测同步控制，保证龙门架在工作中同步和位置精度。

Y轴-滑座沿横梁导轨水平运动采用1FT6伺服电机、减速机、滚珠丝杠驱动。驱动装置由带制动的伺服电机、进口减速机、预载双螺母滚珠丝杠等组成，具有响应快，定位准确的特点。

Z轴-滑枕垂向运动，由两套相同的装置驱动，每套均由交流伺服电机经机械降速、高精度预载双螺母滚珠丝杠传动。提高了运动精度、平稳性和快速响应能力。

C轴-回转工作台銑削进给运动，采用两个1PH7交流主轴电机、 桥式数控龙门车铣加工中心 6

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经双速齿轮箱、共同驱动工作台旋转。通过数控系统双电机的同步控制，实现车削无极调速和C轴消隙功能。由HEIDENHEIN 36000线圆光栅作C轴闭环检测。 3.3基础件材料

固定工作台、龙门架、滑座、回转工作台等主要大件均采用高强度低应力铸铁铸造，结构合理， 具有高强度、高抗震性和良好的稳定性。

滑枕采用整体钢制方形滑枕，提高滑枕刚性和精度保持性。 3.4导轨形式：

X轴： 龙门架-床身导轨采用预载滚柱直线导轨导轨。 Y轴： 滑座-横梁导轨采用预载滚柱直线导轨导轨。 Z轴： 滑枕-滑座导轨采用滚滑复合导轨。 C轴： 回转工作台-工作台底座采用预载滚动导轨. 3.5固定工作台

本机采用加高型固定工作台，方便操作和工件安装。工作台两侧安装有供龙门架运动的四条预载滚柱直线导轨、X轴驱动装置和龙门架运动双端闭环检测装置。工作台固定可以增加承载能力，减少占地面积。

3.6龙门架

龙门架由左、右立柱和横梁组成。各基础件由高精度铸铁铸造，经有限元分析计算具有最佳的动、静态特性，合理的壁厚、筋板布局，经时效处理，刚性好，重量轻，具有较高的抗弯、抗扭性能，使龙门 桥式数控龙门车铣加工中心 7

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架具有很高的刚性和精度稳定性。

X轴由左右交流伺服电机、低背隙行星减速机、滚珠丝杠使龙门架运动平稳、无偏载，双端闭环检测，有效保证龙门移动同步和运动精度。

左、右立柱安装在固定工作台两侧的导轨上，采用预紧滚动块和液压夹持制动元件组成。龙门架具有很高的导向精度、运动平稳、耐磨损、寿命长、定位准确。

横梁固定在左、右立柱上，横梁为封闭箱式结构，内部合理部有加强筋，同时经过两次时效处理以消除应力，达到最佳的稳定状态，采用预变形加工等，使横梁不因承受镗铣头重量产生弯曲变形，保证镗铣头在横梁上移动的直线性。

横梁前面装有两条滚柱直线导轨供刀架Y轴运动。横梁前面上、下导轨采用阶梯式设计，大大缩短主轴悬垂量，有利抵消滑枕主轴箱因偏心产生的颠覆力矩，提高了机床横梁抗颠覆能力，提高了结构钢性，并确保具有良好的精度保持性。

3.7滑枕式镗铣头

滑枕式镗铣头由溜板、滑枕、滑枕进给装置、检测装置等组成。 3.7.1溜板：溜板是滑枕支撑的大件，其上具有两组互相垂直的导轨（Y轴、Z轴）。溜板采用箱式多隔板及加强筋的结构设计，经多次时效处理，具有变形小、精度高、刚性高的特点。

溜板-横梁导轨采用预紧滚动块和液压夹持制动元件组成。具有很高的导向精度、运动平稳、耐磨损、寿命长、免维护的特点。

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刀架在横梁上进行Y向运动，由西门子 1FT6交流伺服电机驱动，经传动齿轮副，驱动滚珠丝杠螺母，使刀架作Y向运动。

3.7.2滑枕：滑枕安装在沿横梁导轨移动的溜板上，滑枕截面尺寸为360×360mm整体钢制，刚性好强度高。滑枕内部装有外购整体主轴，主轴含电主轴、双速齿轮箱、刀具更换装置、刀具冷却和气体通道，提高了主轴部分的可靠性和自动化程度，避免了这些驱动部件由于加减速运动产生的变形和偏差。銑削主传动具有固有频率高、抗振能力强、噪声低等特点。通过双速齿轮箱自动换挡，使主轴获1-3000r/min 转速范围。

滑枕下端设有附件更换夹紧、定位装置，附件铣头、车削刀夹、刀具可在滑枕端部完成自动互换和定位。附件铣头可以通过附件头庫自动更换。

主轴驱动系统安装有编码器实现主轴的定向准停，具有刚性攻丝功能。

具有刀具内、外冷功能，切削液经主轴内管路送至主轴前端，然后通过喷嘴和内部管道冷却刀具。

主轴端部设有气压系统，在装刀和更换附件头时清洁刀具和附件头端部。

3.7.3滑枕进给装置

滑枕进给（Z轴）采用两套带制动装置的交流伺服电机、齿轮减速机、预载双螺母滚珠丝杠，共同完成滑枕垂直运动。本装置安 桥式数控龙门车铣加工中心 9

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装在滑枕两侧，双端共同驱动，保证了滑枕运动的平稳性，提高了快速响应能力和定位的准确性。 3.7.4滑枕检测装置

滑枕检测通过安装在滑座上的海德汉LB382C光栅尺，实现滑枕运动的闭环控制。为提高检测精度，本机采用不涨钢结构，避免了因热变形产生的检测误差。 3.8工作台

工作台由圆工作台和工作台底座组成。

3.8.1工作台底座

回转工作台底座是采用HT300高强度铸件设计，加强筋采用放射型筋布置并进行优化设计，使底座具有很高的强度、刚度和抗震性及均衡的热分布。

工作台采用主轴固定型短主轴结构，在主轴上装有一套高精度交叉滚子轴承。该轴承具有结构紧凑，滚子在内圈与外圈间间隔交叉成90°方式排列，能同时承受径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩。由于滚子与滚道表面呈线性接触，因此轴承在承受重载时弹性变形很小，因而提高了工作台的旋转精度和承载能力。 3.8.2 工作台

工作台台面采用标准T型槽，并配置四套卡爪。为减少工作台热变形对加工精度的影响，本机床采用热对称结构等多项措施，以便达到工作台在左右方向相同的热变形，保证工作台长期稳定的工作。

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3.8.3 C轴

C轴回转运动采用两个交流主轴电机、分别经双速齿轮减速箱、共同驱动工作台旋转。通过数控系统双电机的同步控制，实现车削无极调速功能和C轴消隙功能。由HEIDENHEIN 36000线圆光栅作C轴闭环检测。

3.8.4阻尼

工作台设有阻尼机构，提高了分度精度和C轴回转的平稳性。 在工作台上设有专用阻尼环，阻尼装置安装在工作台底座上，通过浮动夹紧油缸及液压压力的调整，实现回转工作台的放松、阻尼、夹紧功能。

3.9冷却排屑系统

机床切削冷却采用内外冷却方式，冷却流量大、完全能满足工件冷却需要。固定工作台两侧均设有排屑器，排屑器具有冷却液、铁屑分离及冷却液过滤和输送装置。

3.10操作

机床配备独立按钮站，按钮站固定在右立柱上，可在一定范围内调整位置。机床的全部操作均在按钮站上集中操作，按钮站侧配有手持操作盒，可在较大的范围内对机床进行操作。 3.11机床导轨防护：

龙门架移动两侧导轨安装有伸缩式不锈钢防护罩，横梁前部采用风琴式防护，有效的防止对导轨的污染。

3.12刀库

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本机床配置有40把刀具的链式刀库，可立卧转换自动进行立卧铣头的刀具换刀，采用液压动力驱动刀链转动，旋刀机构采用油缸驱动。链式刀库安装在左立柱外侧。

在固定工作台后端，设置有附件头库，根据使用要求选带万能镗铣头、直角铣头、延伸铣头、窄直角铣头等。附件可通过安装在滑枕内的四个拉紧缸及X、Y、Z的运动自动抓取和更换。

3.13测量

机床具有在线测量功能，配有雷尼绍无线测头，作为标准附件置于链式刀库中，加工中可根据需要换刀机械手自动安装测量头，对工件进行测量。实现加工时测量的高精度和高检测效率。 3.14机床液压系统

机床液压系统由以下部分组成：液压控制部分、润滑部分。液压站安放在机床后面地坑内，在地面上配有油温自动控制箱，经恒温冷却后，输入到泵组。各液压系统压力均有电器元件、压力传感器进行保护控制，当液压系统压力低于各部所需的数值时，机床进给不能启动；滤油器上装有发讯装置，当滤油器滤芯堵塞时，即发出信号。

液压站集中供油：X、Y、Z、C轴液压夹持单元。各进给轴双速齿轮箱润滑、变速，刀具铣头夹紧等。

液压元件采用工作可靠，符合国际标准的液压元件，具有较好的通用性和互换性。

3.15电气及控制系统

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3.15.1电气部分

机床电气设备由控制电柜、按钮站、手持单元等组成，整机采用交流三相电源统一供电。

电路的动力回路，均有过流、短路保护，机床相关动作都有相应的互锁，以保证人身和设备安全。

采用封闭电箱。电箱采用空调器进行散热，确保电气设备的正常工作。 3.15.2 电气配置

数控系统采用西门子840Dsl数控系统，配有10.2″彩色显示器，中文显示界面，并配有与西门子840Dsl 配套交流伺服驱动系统。

机床具有 X、Y、Z、C四个数控轴.X、Y、Z位置测量系统采用HEIDENHAIN光栅尺作闭环控制，C周圆光栅闭环控制，可四轴联动。各伺服驱动轴均采用西门子交流伺服电动机，数控轴分辨率0.001mm.

具有多种补偿功能：反向间隙补偿、螺距补偿、刀具半径补偿、刀具长度补偿等；具有多种显示功能、自诊断功能、安全功能。机床配备有完善的检测、监视点、保护功能。

机床的电气设计、制造、安装符合国家的相关规定。

4．机床工作环境

4.1电源：三相交流 380V±10% 50HZ±1HZ 4.2环境温度：5℃～40℃(精加工恒温20℃±1) 4.3相对湿度：≤90%

5机床设计、制造、验收标准.

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GB /T9061-2006 金属切削机床 通用技术条件

CB5226.1-2008 机械安全 机械电器设备 第一部分通用技术条件 GB/T23572--2009 金属切削机床 液压系统通用技术条件 GB15760 --2004 金属切削机床安全防护通用技术条件 JB/T8832--2001 机床数控系统通用技术条件 GB/T19362.1—2003 龙门铣床检验条件 精度检验 第一部分：固定式龙门铣床 JB/T 6600---2006 数控龙门镗铣床 技术条件

ISO8636-2:2007 龙门铣床精度检验：第二部分移动龙门铣床 JB/T8603.2-2006 重型回转工作台精度检验

GB/T 23582.1—2009 数控立式车床检验条件 精度检验 JB/T 9334.2---2006 数控立式车床 技术条件

6.供货范围

6.1桥式数控龙门车铣加工中心 一台

6.2 供货明细 序号 1 2 3 4 5 部件名称 附 件 固定工作台 龙门架 滑枕式镗铣头 工作台 1 1 1 1 1 每台套数 备注 桥式数控龙门车铣加工中心 14

中传重型机床有限公司 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

各轴进给拖动部分 防护 拖链 排屑器 链式刀库 附件头库 测量装置 按钮站 冷却装置 液压系统 电气系统 数控系统 5 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 6.3机床主要配置清单 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 数控系统 型号 840Dsl 生产厂 SIEMENS SIEMENS SIEMENS HEIDENHAIN HEIDENHAIN 欧洲进口 欧洲进口 德国 X、Y、Z轴伺服电机 IFT6 交流伺服驱动单元 X、Y、Z轴光栅尺 角度编码器 整体主轴系统 S120 LB382C 1 1 X、Y、Z轴滚珠丝杠 5 ZF减速机 2 桥式数控龙门车铣加工中心 15

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主要液压元件 各进给轴减速机 操纵台壳体 轴承 主轴轴承 滚柱直线导轨 附件头拉紧机构 不锈钢防护罩 风琴防护罩 刀库 排屑器 油温控制箱 1套 4 1 1套 1 6 4 2 1 1 2 1 Rexroth或ATOS STOBER MECANO FAG、SKF、哈、洛、瓦 PSL INA BGRG 上海青川 大连 台湾 上海青川/烟台铁口 国内名优 7 随机出厂技术文件

7. 1使用说明书（机械） 中文 2份 （含传动系统图、液压原理图、润滑原理图、易损件清单等） 7. 2使用说明书（电气） 中文 2份 （含电气原理图、梯形图、安装图等）

7.3地基安装图 2份 7.4合格证明书 1份 7.5 装箱单 1份

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7.6数控系统编程操作、维修手册（原装） 1套

8机床特殊订货部件 序号 1 2 3

8.1 直角铣头

直角铣头通过拉钉、定位键与滑枕连接。铣头主轴由机床主轴通过驱动键驱动，铣头可在滑枕端部和附件库间自动更换。C轴自动分度，自动松拉刀。 直角铣头技术参数

最大功率 25kW 主轴额定扭矩 750Nm 主轴最大转速 3000r/min 速比 1:1 C轴旋转角度 n×360°

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名称 直角铣头 延伸铣头 窄直角铣头 1套 1套 1套 数量 备注 中传重型机床有限公司

8. 2延伸头

延伸头通过4个拉钉、定位键与滑枕连接。延伸头主轴由机床主轴通过驱动键驱动，铣头可在滑枕端部和附件库间自动更换。刀具由碟簧夹紧、液压松开，铣头带有刀具内外冷。 延伸头技术参数

最大功率 25kW 主轴额定扭矩 750Nm 主轴最大转速 2000r/min 速比 1:1 8.3窄直角铣头

铣头通过拉钉、定位键与滑枕连接。铣头主轴由机床主轴通过驱动键驱动，铣头可在滑枕端部和附件库间自动更换。C轴自动分度，手动松拉刀。 直角铣头技术参数

最大功率 25kW 主轴额定扭矩 750Nm 主轴最大转速 2000r/min 速比 1:1 C轴旋转角度 n×360°

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