齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司 （黑龍江齊齊哈爾 161005） 陳棟梁 馬樹(shù)軍

1. 設(shè)計(jì)思想

氣動(dòng)尾座是數(shù)控龍門銑床上的一個(gè)功能部件，與床身、床頭箱和中心架組合形成臥式車床的主運(yùn)動(dòng)功能，可實(shí)現(xiàn)軸類工件的旋轉(zhuǎn)及分度。要求當(dāng)不加工長(zhǎng)軸類零件時(shí)，臥式車床的功能要可以快速的拆除，當(dāng)使用時(shí)可以快速的安裝及調(diào)整。因此，使得尾座需要根據(jù)工件的不同長(zhǎng)度調(diào)整相應(yīng)的位置，如果使用常規(guī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)尾座，則在使用過(guò)程中的電動(dòng)機(jī)電纜就要很長(zhǎng)，而且電纜的直徑很大，在安裝使用時(shí)非常不方便，且容易產(chǎn)生切屑破壞工件的危險(xiǎn)，所以需要使用更安全的驅(qū)動(dòng)裝置代替電動(dòng)機(jī)?？紤]液壓馬達(dá)和氣動(dòng)馬達(dá)都可以實(shí)現(xiàn)所需功能，其中液壓馬達(dá)需要高壓泵站提供壓力油，由于管路較長(zhǎng)，在使用過(guò)程中同樣存在不便和安全隱患。氣動(dòng)馬達(dá)與電動(dòng)機(jī)和液壓馬達(dá)相比，其可操作性和安全性更高一些，壓縮空氣不存在環(huán)境污染的問(wèn)題，并且其長(zhǎng)距離管路質(zhì)量輕，安裝也方便，當(dāng)其管路被切屑破壞后，其危險(xiǎn)性相對(duì)較低，所以，最終使用氣動(dòng)馬達(dá)代替電動(dòng)機(jī)。

2. 結(jié)構(gòu)組成

氣動(dòng)尾座主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）套筒驅(qū)動(dòng)裝置 工作：氣動(dòng)馬達(dá)7→減速器6→齒輪→絲杠驅(qū)動(dòng)套筒裝置和花盤在尾座體中前后移動(dòng)，用于完成對(duì)工件的軸向的夾緊。其中氣動(dòng)馬達(dá)7和減速器6整體外購(gòu)，其功率為3.9kW，最大功率的轉(zhuǎn)速為6r/min，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩3 117N·m，氣體消耗量為4.3m3/min，齒輪傳動(dòng)比為2∶5，絲杠螺距為20mm，其可使套筒產(chǎn)生48mm/min的移動(dòng)速度，頂緊質(zhì)量為25t，氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)快換接頭與氣管聯(lián)接，完成后拆除氣管。

（2）尾座移動(dòng)裝置 工作：氣動(dòng)馬達(dá)8→減速器9→蝸桿→蝸輪→齒輪軸與床身齒條嚙合，帶動(dòng)尾座沿床身前后移動(dòng)，以適應(yīng)不同長(zhǎng)度的工件。其中氣動(dòng)馬達(dá)8和減速器9整體外購(gòu)，其功率為3.9kW，減速器減速比1∶35，最大功率的轉(zhuǎn)速為71r/min，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩476N·m，氣體消耗量為4.3m3/min，蝸桿-蝸輪降速比1∶24，齒輪軸分度圓周長(zhǎng)401.92mm，使尾座可以達(dá)到1 189mm/min的行走速度，氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)快換接頭與氣管聯(lián)接，完成后拆除氣管。

（3）套筒夾緊裝置 由手動(dòng)高壓泵12、碟簧油缸16、夾緊棒及高壓油管組成。移動(dòng)套筒之前壓動(dòng)高壓泵12，使高壓油將碟簧油缸16的碟簧壓縮以使夾緊棒放松，看壓力表，達(dá)到預(yù)定值時(shí)高壓泵12停止，此時(shí)掰動(dòng)套筒移動(dòng)控制裝置移動(dòng)套筒，達(dá)到需要的位置后手動(dòng)將高壓泵12泄壓，之后碟簧油缸16中的碟簧釋放，夾緊棒收緊，使套筒夾緊。

圖1 氣動(dòng)尾座

（4）尾座夾緊裝置 由手動(dòng)高壓泵11、碟簧油缸14、螺栓及高壓油管組成。移動(dòng)尾座之前，先壓動(dòng)導(dǎo)軌預(yù)動(dòng)裝置（7～10次），后壓動(dòng)高壓泵11，使高壓油將碟簧油缸14的碟簧壓縮，以使螺栓放松，看壓力表，達(dá)到預(yù)定值時(shí)高壓泵11停止，此時(shí)掰動(dòng)尾座移動(dòng)控制裝置移動(dòng)尾座，達(dá)到需要的位置后將手動(dòng)高壓泵11泄壓，之后碟簧油缸14中的碟簧釋放，螺栓收緊，使尾座體夾緊。

（5）導(dǎo)軌潤(rùn)滑裝置 由電動(dòng)稀油潤(rùn)滑泵和油管及接頭組成，通過(guò)電氣插頭聯(lián)接電源，完成尾座導(dǎo)軌的潤(rùn)滑，尾座移動(dòng)前及移動(dòng)過(guò)程中要起動(dòng)此導(dǎo)軌潤(rùn)滑裝置。

（6）套筒潤(rùn)滑裝置 由手動(dòng)稀油潤(rùn)滑泵和油管及接頭組成，在套筒移動(dòng)前需手動(dòng)壓動(dòng)潤(rùn)滑泵，使套筒潤(rùn)滑充分。

3. 應(yīng)用實(shí)例

在為某公司設(shè)計(jì)的XK2640×230數(shù)控龍門移動(dòng)式銑鏜床中，我們應(yīng)用了該項(xiàng)技術(shù)，用戶要求在數(shù)控龍門移動(dòng)式銑鏜床的固定工作臺(tái)上增加臥式分度頭系統(tǒng)，分度系統(tǒng)包括平臺(tái)床身、分度床頭箱和尾座，兩頂尖間工件最大質(zhì)量50t，頂尖間工件最大長(zhǎng)度9 000mm，最大回轉(zhuǎn)直徑φ1 600mm。尾座套筒及尾座體用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，可手動(dòng)微調(diào)整，套筒及尾座夾緊為手動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)液壓夾緊油缸，尾座套筒行程200mm，尾座套筒中設(shè)置有工件長(zhǎng)度補(bǔ)償及頂緊力測(cè)力裝置，氣動(dòng)管路聯(lián)接方式為快換接頭。

4. 結(jié)語(yǔ)

在氣動(dòng)尾座的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮壓縮空氣的壓力及流量的穩(wěn)定性，確保壓縮空氣有過(guò)濾裝置，把空氣中的水及油過(guò)濾干凈，壓縮空氣管路的聯(lián)接要精細(xì)，氣管及接頭選擇可靠的品牌產(chǎn)品。由于壓縮空氣的波動(dòng)性，摩擦力系數(shù)的選擇要適當(dāng)。

氣動(dòng)尾座的實(shí)際應(yīng)用收到非常滿意的效果，與電動(dòng)機(jī)相比，氣動(dòng)管路比電纜柔軟，聯(lián)接及操作性更強(qiáng)，不存在高溫切屑燙壞電纜漏電的危險(xiǎn)，可以提供給操作者更好的安全環(huán)境。臥式分度頭系統(tǒng)在數(shù)控龍門移動(dòng)式銑鏜床固定工作臺(tái)上的拆卸和安裝方便快捷。壓縮空氣無(wú)污染，比電力更節(jié)能環(huán)保且制造成本低廉。