大型机床研发的新趋势

大型零件主要指被装配在大型、重型设备或产品上，尺寸超过1 m的主要零件。诸如装配在采矿业的采矿设备、运输车辆，由铍材料制成的经过精密加工用以测量星球距离的天文望远镜，有由铸铁、钢和不锈钢制成的建筑、能源、通用机械设备,还有由铝合金、钛合金和超耐热合金制成的高精度航空航天产品以及大型模具、印刷机和造纸机等的主要零件。 

对于目前研发的大型零件加工用机床，经合理选择大都能满足大型零件加工的特殊要求。现还继续朝着高精度、更大型，模块化设计和 专用，高速、高自动化和高效率，多功能、多用途的新趋势向前发展。“用户必须在加工前了解好加工零件的外形轮廓尺寸、关键尺寸精度、加工表面粗糙度及各加 工表面间相对位置精度要求，以及对零件材料的机械性能要求等。”CMS公司(在威斯康星州的Wisconsin Oshkosh)经理John Lenz 说，“一旦将以上要求了解清楚，即能选择出规格合适、满足加工精度要求和提高生产效率的机床。 

高精度、更大型 

新研发机床大都能满足大型零件要求的高精度。例如，为加工18个由铍材料制成的James Webb太空望远镜的外接圆直径为1.5 m六棱柱型镜片 (由18个六棱柱型镜片组装出一个总镜片面积达25m2的望远镜镜头)，Axsys技术公司(在美国康乃狄格州的Rocky Hill)特地从 Mitsui Seiki美国公司(在新泽西州的Franklin Lakes)购买了8台HS6A 1m托盘HMC。 

HS6A 1m托盘HMC以能加工铍材料在内的难加工材料和加工零件精度高、能使主轴定位精度在整个加工中保持在几微米之内为主要特点。为能给夹具留出足够空间，设计将机床Z轴工作行程限制在980mm以内，X和Y轴工作行程分别为2000mm和1500mm。

在加工James Webb太空望远镜的六棱柱型镜片时，将338kg重的铍零件坯料用夹具垂直装夹在托盘上的倾斜夹具定位底板上。需在镜片零件的背面加工出600个边长为63mm，加强筋厚度只为0.51mm的方形型腔，用以安装定位器时定位等。为减轻零件重量，还要在方形槽的中心处，钻出一个孔，共挖出250个孔，以将零件重量减轻至124kg，再将重22～27kg材料沿零件圆周切除，最终使零件只剩12.7kg。 

Mitsui Seiki公司还为日本建筑业新开发了大于1.5m的HS8A HMC更大型号，扩大了X、Y和Z轴的工作行程。“这些机床主要用于专门加 工大型建筑装备，”分司经理Scott Walker说，“但是这种机床平时用得非常少，只有在其它机床加工不了时才使用。” 

但这些先进的专用设备，却产生了极好的加工效果。例如，使用HS8A HMC加工某大型号卡车电子后轮驱动系统中的重4.5t的行星齿轮，比普通机床减少加工时间50%。加工中采用了两项新加工技术，自动激光检测仪和连接主轴与多直径孔加工刀具的高刚性刀具接口。 

每个机床制造商都具有制造大型(大于1m托盘)HMC机床的商业机会，他们可以开发出适合发挥其技术优势的产品，例如，制造出大型铣镗床以下与小型加工中心以上的空档机床。为市场研制出容易排除切屑、实现高速度和高自动化程度的机床占领市场。