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立式数控车床工艺设计研究

发布时间:2014-07-30 09:52
        1 转向节专用立式数控车床工艺方案分析
  1.1 整体式转向节工艺特性
  形状如羊角,结构复杂;毛坯为锻件,加工余量大,特别是法兰盘根部圆弧部分;工件偏重,转动惯量大;定位夹紧困难。
  1.2 机床方案
  根据转向节工艺特性和定位夹紧要求,该机床采用主轴偏置的立式数控车床结构,在传统立式数控车床的基础上,增设尾座顶尖部件,并设计专用车具,形成高效加工转向节的新型机床,同时仍具备通用数控立车的功能。电气控制系统为日本FANUC-0i-Mate数控系统。液压系统为符合ISO标准的叠加阀结构。
  1.3 机床的工作循环
  安装工件—定位夹紧—数控滑台快移—X、Z轴联动,笔耕论文,同时主轴旋转—完成外圆加工—数控滑台快退至原位—伺服刀架换刀—数控滑台快移—X、Z轴联动,完成工件外圆各槽的加工—数控滑台快退至原位—伺服刀架换刀—数控滑台快移—X、Z轴联动,完成工件各螺纹的加工—数控滑台退至原位—松卡—卸下工件—进入下一循环。
  2 转向节专用立式数控车床部件设计
  2.1 主轴箱设计
  2.1.1 主轴箱结构设计
  本机床为立式结构,主轴箱就是传统意义上的床身 ,其作用一是安装主轴及其传动系统,二是支撑立柱即在其上安装的纵横滑板和电动刀架。因此要求主轴箱具有据够的刚性,结构必须合理,长期使用不变形。
  2.1.2 主轴箱传动系统
  传动比确定:机床主要加工转向节,兼顾通用数控立车功能,传动比为1:10,最低转速为63转“分钟,最高转速为1000转”分钟;转动路线确定:传动路线采用伺服电机通过行星减速箱、皮带轮驱动主轴单元使主轴旋转;主轴单元结构:采用主轴单元结构目的是方便制造、安装、维修。选用主轴单元结构要适合加工转向节特殊件的需要。选用主轴单元结构要适应加工转向节特殊件的需要,第一满足刚性要求,旋转精度的长久稳定性;第二要有夹紧油缸及分油装置;第三动力卡盘和专用车具可快速切换,实现通用立式数控车床功能和专用转向节数控加工的切换。据此,选用的主轴单元为标准50规格的车主轴支撑形式,具有高刚性、高精度的特点。
  2.2 进给系统设计
  2.2.1 纵向进给传动系统设计
  纵向进给传动系统主要有纵向滑板和纵向滚珠丝杠传动副组成。其纵向滑板安装在立柱的纵向滚动导轨上,它可以沿立柱导轨做纵向运动。导轨采用重载型滚珠滚动导轨,导轨承载能力大,刚性强。纵向伺服电机经联轴直接驱动滚珠丝杠螺母副,带动纵向滑板沿立柱导轨运动。
  2.2.2 横向进给系统设计
  横向进给传动系统主要由横向滑板和横向滚珠丝杠传动副组成。其横向滑板安装在纵向护板的横向滚动导轨上,它可沿着纵向滑板向滑板横向导轨做横向运动。导轨采用重载型滚珠滚动导轨,导轨承载能力大,刚性强。横向伺服电机经联轴器直接驱动滚珠丝杠螺母副,带动横向滑板沿纵向滑板横向导轨运动。
  2.3 转向节工装夹具设计
  2.3.1 顶尖部件设计
  顶尖是机床的重要定位机构,其功用:定位功能、回转功能、夹紧功能,其动作:安装工件时,顶尖部件处于上部,当工件在专用车具的正确位置上时,顶尖在油缸的作用下向下移动,使上顶尖顶紧工件杆部上顶尖孔,完成工件的定位夹紧。主轴旋转时顶尖也随着旋转,实现机床的主运动。设计此部件首先确定夹紧力,设计驱动油缸的规格,确保夹紧可靠;转向节是不平衡件,顶尖主轴及顶尖要有足够的刚性,以保证回转精度的长久稳定性。   

 



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