□ 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

□ 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，并對鉆鏜床的性能特點進行了論述，實踐證明，采用該鉆鏜床加工堵塞孔，提高了加工精度和生產(chǎn)效率，工人的勞動強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)動常常采用普通三相異步電動機配置減速箱的有級調(diào)速方式，該方式傳動不穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能實現(xiàn)無級調(diào)速；夾緊工件和刀具裝夾時采用手動夾緊，效率低下；鉆孔時刀具進給方式采用液壓驅(qū)動的滑臺結(jié)構(gòu)，定位精度和加工精度低；另外，傳統(tǒng)加工設(shè)備沒有考慮自動排屑機構(gòu)，防護較差，均不利于生產(chǎn)加工和環(huán)境保護。對于尺寸較大的回轉(zhuǎn)支承，堵塞孔的加工工藝相對復(fù)雜，加工精度主要依靠操作者的經(jīng)驗，批量生產(chǎn)時，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，采用液壓裝置對工件進行自動裝夾找正，圓盤式機械手刀庫實現(xiàn)自動換刀。根據(jù)轉(zhuǎn)盤軸承工藝要求以及所加工產(chǎn)品的特點，采用一次裝夾完成鉆、鏜多種加工工序，加工過程自動化，極大地提高了加工效率，降低生產(chǎn)成本，滿足用戶個性化要求。

1 機床結(jié)構(gòu)及工作原理

TK615機床結(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，工件放置在工作臺上，用兩定位柱定位，依靠液壓缸頂緊，同時液壓自動找正工件、夾緊。由PLC控制的兩個電機分別驅(qū)動拖板水平進給和主軸切削。鉆削動力頭固定在可沿直線滾子導(dǎo)軌單元移動的拖板上，采用伺服電機通過滾珠絲杠副驅(qū)動，從而實現(xiàn)鉆削動力頭的水平進給運動。驅(qū)動電機為大功率主軸伺服電機，可無級調(diào)速。鏜削動力頭的主軸裝刀結(jié)構(gòu)為自動拉緊、液壓松開的標(biāo)準(zhǔn)錐度配合刀柄結(jié)構(gòu)，有關(guān)動力參數(shù)符合要求。

▲圖1 機床結(jié)構(gòu)圖

圓盤式刀庫安裝在床身側(cè)面，具有自動換刀功能，刀盤由滾子凸輪機構(gòu)驅(qū)動及定位，用來交換刀具位置，進而為拔刀和插刀做準(zhǔn)備，機械手換刀裝置為滾齒凸輪機構(gòu)，主軸到達換刀位置后，在PLC控制下由機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間。該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，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)動單元，實現(xiàn)了機床的精確進給以及圓盤刀庫的全自動控制。配置觸摸屏，操作界面采用人性化設(shè)計，操作簡單明了，并實現(xiàn)了實時監(jiān)控。系統(tǒng)具有主軸準(zhǔn)停功能，通過主軸電機內(nèi)置的位置編碼器，實現(xiàn)準(zhǔn)停控制，準(zhǔn)停角度任意設(shè)定，實現(xiàn)了加工過程自動化，極大地提高了加工效率。

液壓站提供必要的液壓驅(qū)動動力源，整個系統(tǒng)為3個相對獨立的液壓回路，分別用于工件推料、壓緊、主軸換刀時的松、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排屑機，切屑被自動輸送至切屑箱中，冷卻部分包括冷卻泵及箱體等，沖刷切屑并冷卻和潤滑刀具。

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

2 性能特點

（1）本機床在總體方案和控制系統(tǒng)的設(shè)計上，采用了最新的設(shè)計理念，在結(jié)構(gòu)上進行了大膽創(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）進給系統(tǒng)采用交流伺服電機驅(qū)動和滾珠絲杠傳動方式，進給配置精密減速器，使輸出扭矩更大。

（3）主軸采用鏜削動力頭，主軸調(diào)速采用伺服電機實現(xiàn)無級調(diào)速；主軸頭采用標(biāo)準(zhǔn)錐孔，刀具拉緊方式為自動拉緊，液壓松開。

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

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

（6）機床床身、導(dǎo)軌、工作臺、動力頭等零部件的設(shè)計均采用高剛性的設(shè)計原則，以滿足精密和高效加工的需要。

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

3 機床主要技術(shù)參數(shù)

表1 機床主要技術(shù)參數(shù)

表2 機床精度及檢驗標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)束語

該機床結(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，工人的勞動強度和工件的廢品率明顯降低，達到了預(yù)期的目的，滿足設(shè)計要求。

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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