加工回轉(zhuǎn)支承堵塞孔的鉆鏜床設(shè)計(jì)

□ 馬小軍 □ 劉丹丹

洛陽LYC軸承有限公司 河南洛陽 471039

加工回轉(zhuǎn)支承堵塞孔的鉆鏜床設(shè)計(jì)

□ 馬小軍 □ 劉丹丹

洛陽LYC軸承有限公司 河南洛陽 471039

分析了回轉(zhuǎn)支承堵塞孔的加工現(xiàn)狀，介紹了加工堵塞孔的鉆鏜床結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)參數(shù)和工作原理，并對(duì)鉆鏜床的性能特點(diǎn)進(jìn)行了論述，實(shí)踐證明，采用該鉆鏜床加工堵塞孔，提高了加工精度和生產(chǎn)效率，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和工件的廢品率明顯降低。

回轉(zhuǎn)支承 鉆鏜床 圓盤刀庫 加工

回轉(zhuǎn)支承堵塞孔在軸承滾動(dòng)體的裝配中起著舉足輕重的作用。目前，堵塞孔一般采用普通鉆床或搖臂鉆床來加工，主軸驅(qū)動(dòng)常常采用普通三相異步電動(dòng)機(jī)配置減速箱的有級(jí)調(diào)速方式，該方式傳動(dòng)不穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；夾緊工件和刀具裝夾時(shí)采用手動(dòng)夾緊，效率低下；鉆孔時(shí)刀具進(jìn)給方式采用液壓驅(qū)動(dòng)的滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，定位精度和加工精度低；另外，傳統(tǒng)加工設(shè)備沒有考慮自動(dòng)排屑機(jī)構(gòu)，防護(hù)較差，均不利于生產(chǎn)加工和環(huán)境保護(hù)。對(duì)于尺寸較大的回轉(zhuǎn)支承，堵塞孔的加工工藝相對(duì)復(fù)雜，加工精度主要依靠操作者的經(jīng)驗(yàn)，批量生產(chǎn)時(shí)，生產(chǎn)效率低下，加工成本大大增加。

本文介紹的加工回轉(zhuǎn)支承堵塞孔的鉆鏜床，采用液壓裝置對(duì)工件進(jìn)行自動(dòng)裝夾找正，圓盤式機(jī)械手刀庫實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。根據(jù)轉(zhuǎn)盤軸承工藝要求以及所加工產(chǎn)品的特點(diǎn)，采用一次裝夾完成鉆、鏜多種加工工序，加工過程自動(dòng)化，極大地提高了加工效率，降低生產(chǎn)成本，滿足用戶個(gè)性化要求。

1 機(jī)床結(jié)構(gòu)及工作原理

TK615機(jī)床結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由主軸部件、床身部件、液壓夾緊部件、控制面板、圓盤刀庫、液壓系統(tǒng)、排屑裝置、電控系統(tǒng)和防護(hù)裝置等組成。床身為整體鑄件結(jié)構(gòu)，固定在地基上并支承工作臺(tái)，工件放置在工作臺(tái)上，用兩定位柱定位，依靠液壓缸頂緊，同時(shí)液壓自動(dòng)找正工件、夾緊。由PLC控制的兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)拖板水平進(jìn)給和主軸切削。鉆削動(dòng)力頭固定在可沿直線滾子導(dǎo)軌單元移動(dòng)的拖板上，采用伺服電機(jī)通過滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)鉆削動(dòng)力頭的水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)為大功率主軸伺服電機(jī)，可無級(jí)調(diào)速。鏜削動(dòng)力頭的主軸裝刀結(jié)構(gòu)為自動(dòng)拉緊、液壓松開的標(biāo)準(zhǔn)錐度配合刀柄結(jié)構(gòu)，有關(guān)動(dòng)力參數(shù)符合要求。

▲圖1 機(jī)床結(jié)構(gòu)圖

圓盤式刀庫安裝在床身側(cè)面，具有自動(dòng)換刀功能，刀盤由滾子凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)及定位，用來交換刀具位置，進(jìn)而為拔刀和插刀做準(zhǔn)備，機(jī)械手換刀裝置為滾齒凸輪機(jī)構(gòu)，主軸到達(dá)換刀位置后，在PLC控制下由機(jī)械手交換刀具以及拔插刀具，使主軸上更換新的刀具，減少加工過程中非切削時(shí)間。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，換刀可靠，換刀過程快速準(zhǔn)確。

電氣控制系統(tǒng)采用PLC作為主控制單元，模擬量輸出模塊結(jié)合伺服驅(qū)動(dòng)單元，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的精確進(jìn)給以及圓盤刀庫的全自動(dòng)控制。配置觸摸屏，操作界面采用人性化設(shè)計(jì)，操作簡(jiǎn)單明了，并實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)具有主軸準(zhǔn)停功能，通過主軸電機(jī)內(nèi)置的位置編碼器，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)?？刂?，準(zhǔn)停角度任意設(shè)定，實(shí)現(xiàn)了加工過程自動(dòng)化，極大地提高了加工效率。

液壓站提供必要的液壓驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源，整個(gè)系統(tǒng)為3個(gè)相對(duì)獨(dú)立的液壓回路，分別用于工件推料、壓緊、主軸換刀時(shí)的松、拉刀。推料油缸壓力0.8 MPa，壓緊油缸壓力3 MPa，拉刀油缸壓力4.5～5.5 MPa。采用排屑和冷卻水箱一體的自動(dòng)排屑機(jī)，切屑被自動(dòng)輸送至切屑箱中，冷卻部分包括冷卻泵及箱體等，沖刷切屑并冷卻和潤(rùn)滑刀具。

機(jī)床工作時(shí)，先啟動(dòng)液壓和冷卻系統(tǒng)，工件放置在工作臺(tái)上，依靠液壓缸頂緊，兩定位柱定位，然后再啟動(dòng)自動(dòng)加工程序。拖板進(jìn)給到換刀位，主軸旋轉(zhuǎn)到對(duì)刀位置，刀庫自動(dòng)將刀具安裝到主軸上。主軸高速旋轉(zhuǎn)，拖板按設(shè)定速度、進(jìn)給量進(jìn)給，鉆削后退出，主軸到達(dá)換刀位置后停止，得到換刀指令，主軸準(zhǔn)停，由機(jī)械手完成換刀動(dòng)作，再進(jìn)行下一次加工，如此循環(huán)，直至加工完成。機(jī)床具備自動(dòng)換刀裝置，能一次裝夾完成鉆、鏜多種加工工序，也可滿足多種型號(hào)工件的加工需求，實(shí)現(xiàn)加工過程自動(dòng)化，節(jié)省了人力和時(shí)間，極大地提高了加工效率，減少生產(chǎn)成本。

2 性能特點(diǎn)

（1）本機(jī)床在總體方案和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，采用了最新的設(shè)計(jì)理念，在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了大膽創(chuàng)新。具備高可靠性、高精度和良好的操縱性，最大限度滿足了堵塞孔加工的工藝要求。

（2）進(jìn)給系統(tǒng)采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和滾珠絲杠傳動(dòng)方式，進(jìn)給配置精密減速器，使輸出扭矩更大。

（3）主軸采用鏜削動(dòng)力頭，主軸調(diào)速采用伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；主軸頭采用標(biāo)準(zhǔn)錐孔，刀具拉緊方式為自動(dòng)拉緊，液壓松開。

（4）動(dòng)力頭移動(dòng)配置滾子式滾動(dòng)直線導(dǎo)軌，具有承載大、剛度大、摩擦力小、無爬行的特點(diǎn)。

（5）機(jī)床由PLC集中控制，具有控制可靠、組態(tài)靈活、體積小、功能強(qiáng)、速度快、擴(kuò)展性好、維修方便等特點(diǎn)。

（6）機(jī)床床身、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、動(dòng)力頭等零部件的設(shè)計(jì)均采用高剛性的設(shè)計(jì)原則，以滿足精密和高效加工的需要。

（7）全封閉防護(hù)，減少切削液油霧和噪聲對(duì)環(huán)境的污染；潤(rùn)滑油可回收，避免與切削液混合，減少切削液的消耗。

3 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)

表1 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)

表2 機(jī)床精度及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)束語

該機(jī)床結(jié)構(gòu)合理，功能完善，經(jīng)軸承制造商使用表明：與傳統(tǒng)普通鉆床或搖臂鉆床相比，生產(chǎn)效率和工件的加工精度均有較大提高，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和工件的廢品率明顯降低，達(dá)到了預(yù)期的目的，滿足設(shè)計(jì)要求。

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（編輯 禾 禾）

TH133.33；TG54

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1000-4998（2015）03-0008-03

2014年10月