【摘要】為了提高汽缸頭表面加工質(zhì)量，須設(shè)計(jì)高轉(zhuǎn)速、高剛性、高效率且經(jīng)濟(jì)的專用組合銑床。文中主要論述了高速銑床總體設(shè)計(jì)方案、機(jī)床主要機(jī)械部件設(shè)計(jì)方案、冷卻系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

【關(guān)鍵詞】高速銑；組合機(jī)床

1、前言

當(dāng)今社會(huì)，隨著摩托車、汽車等制造業(yè)的迅猛發(fā)展，鋁制品的使用越來(lái)越廣泛，質(zhì)量要求也越來(lái)越高，特別是許多鋁件表面粗糙度要求低于0.2（接近鏡面），且表面不得有刀痕。而普通銑床或圓臺(tái)銑床的主軸轉(zhuǎn)速低（小于2500r/Min）、剛性差、效率低，加工鋁件表面光潔度難以達(dá)到圖紙要求，而加工中心功能復(fù)雜、造價(jià)高，故設(shè)計(jì)高轉(zhuǎn)速、高剛性、高效率、低價(jià)格的專用銑削組合機(jī)床，就成了企業(yè)的迫切需要。

本次設(shè)計(jì)的高速銑床用于精密加工摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭大平面。本高速銑床具有通用性，換上不同的工裝夾具，可以加工其它鋁件或鋼件平面（如摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，左右箱體，汽車缸體，汽車缸蓋等）。鋁件加工余量小于3mm，鋼件加工余量小于1mm，加工寬度小于280mm，其它參數(shù)見(jiàn)機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案。

2、機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案

2.1缸頭平面加工精度要求

3.4數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì)

本高速銑的工作臺(tái)只沿X軸作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。直線導(dǎo)軌安裝方式有點(diǎn)特殊，即滑塊固定在床身上（不移動(dòng)），而直線導(dǎo)軌安裝在工作臺(tái)上（隨工作臺(tái)往復(fù)移動(dòng)）。工作臺(tái)位于中位時(shí)，左右移動(dòng)最大行程為300mm。滾珠絲桿支承座和步進(jìn)電機(jī)支座分別安裝在床身兩邊加工后的平面上，如圖6所示。

3.5銑刀設(shè)計(jì)

在高速銑床中，面銑刀是切削加工件的重要部件。因?yàn)槊驺姷毒哂卸鄠€(gè)切削刃，且銑床在工作時(shí)具有很高的速度，因而銑刀切削零部件的工作效率很高。本設(shè)計(jì)根據(jù)圖7資料，選用銑刀型號(hào)ZMA（B）200，詳細(xì)參數(shù)如下：

4、電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本機(jī)床電氣控制的主要部件為：1）控制銑削頭旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的三相異步電機(jī)；2）控制工作臺(tái)往復(fù)移動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)；3）冷卻油泵；4）潤(rùn)滑泵。

由上可知，本機(jī)床電氣控制內(nèi)容不復(fù)雜，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用性出發(fā)，選用廣州單軸數(shù)控系統(tǒng)。

5、機(jī)床冷卻潤(rùn)滑方案設(shè)計(jì)

由于銑刀盤直徑大，轉(zhuǎn)速高，在銑削力作用下，軸承發(fā)熱量大，需要設(shè)計(jì)專用冷卻油箱裝置，在銑削頭箱體內(nèi)通過(guò)循環(huán)冷卻油，帶走軸承高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量，減少主軸熱變形，提高加工精度。

對(duì)于數(shù)控滑臺(tái)直線導(dǎo)軌和螺母滾珠絲桿副的潤(rùn)滑冷卻，這里選取貝奇爾集中潤(rùn)滑系統(tǒng)比較合理。

6、結(jié)束語(yǔ)

本文主要對(duì)高速銑床行了深入的研究和設(shè)計(jì)，解決了高速銑床設(shè)計(jì)過(guò)程中的難題。本高速銑床己經(jīng)成功制造了30多臺(tái)，在高轉(zhuǎn)速下主軸不發(fā)熱，機(jī)床剛性好，加工精度完全達(dá)到了缸頭平面加工精度技術(shù)要求，得到了重慶汽配廠和摩配廠家的充分認(rèn)可。實(shí)踐證明，本文的設(shè)計(jì)方法是合理的，設(shè)計(jì)理念是先進(jìn)的。希望本文能對(duì)同行在設(shè)計(jì)類似機(jī)床時(shí)起到重要參考作用。

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