王 妮，韓彥科，陳建芳

（秦川集團（西安）技術研究院有限公司，西安 710018）

0 引言

尾架是機床的重要部件之一，它在機床上起到了關鍵作用。在加工軸向尺寸比較大的軸類零件時，由于切削力的作用，需要利用尾架的頂緊力對加工零件進行軸向頂緊，以此來定心，提高零件裝夾的可靠性，減少零件軸向跳動以及徑向偏移，保證工件的加工精度。滾齒機常用的尾架結構，一般是采用導軌加液壓油缸的方式進行驅動，根據切削力大小，選定缸徑大小不同的液壓缸。當液壓缸下降時，尾架頂尖沿著兩側直線導軌下降，直至尾架頂尖接觸到工裝夾具上的工件，然后保持液壓力，頂緊工件。在完成齒輪加工后，液壓缸上升，頂尖脫離工件，上升至指定位置，機床開始執(zhí)行下一步指令，尾架頂尖為下次加工準備[1]。

在實際加工生產應用中，為了節(jié)省齒輪加工時間，提高齒輪加工效率，我們會將尾架下降速度提高，使尾架快速下降，這也意味著尾架頂尖和工件接觸的時候，有較大的沖擊力，會對工件產生一定程度的破壞，影響齒胚的完整性及下一步工序的正常進行；在調減氣缸下降速度，使尾架接頂尖接觸到工件，沖擊力減小時，整機加工節(jié)拍時間又會增加，齒輪加工效率降低[2，3]。本文論述的滾齒機高低速尾架的設計及應用，結構簡單，經濟適用，可操作性強，可以有效解決現(xiàn)場加工問題，也提高了齒輪加工效率。

1 尾架結構及高低速原理

滾齒機尾架結構如圖1 所示，軸測圖如圖2 所示，尾架立柱1 上固定導軌座2，導軌11 及液壓缸3安裝在導軌座2 上，液壓缸3 下降時，帶動滑塊10、頂尖結構15 及開關擋板座9 實現(xiàn)向下運動，開關擋板5、開關擋板6、開關擋板7 在頂尖運動到不同位置觸發(fā)不同接近開關，可根據工件長度及用戶需求上下移動調節(jié)開關擋板位置，開關安裝板8 固定在導軌座上2，接近開關4 作為尾架頂尖退回上限位時的限位信號，接近開關12 作為尾架頂尖開始減速時的限位信號，接近開關13 作為尾架頂尖到達下限位時的限位信號（即頂尖接觸到工件表面時的位置），接近開關14 作為安全位置限位信號，觸發(fā)后，系統(tǒng)自動報警、急停，接近開關也可以根據工件長度及用戶需求上下移動調節(jié)[4，5]。

圖1 尾架結構原理圖

圖2 尾架軸測圖

尾架高低速控制原理如下：接收到控制程序指令，尾架需要下降時，液壓缸進油，液壓缸3 帶動頂尖15 及開關擋板5、6、7 開始快速下降，在開關擋板6 觸發(fā)到接近開關12 時，電磁節(jié)流閥斷電，尾架頂尖開始減速下降。在尾架頂尖減速下降過程中，開關擋板5 也可能會再次觸發(fā)接近開關12，電磁節(jié)流閥設置為常開，減速狀態(tài)不發(fā)生改變。尾架頂尖繼續(xù)下降至下限位，直至頂緊工件時，開關擋板6 觸發(fā)接近開關13，系統(tǒng)開始下一步工序。在機床進行調試的情況下，工件沒有裝夾，頂尖可能會過下限位后持續(xù)下降，當開關擋板7 觸發(fā)接近開關14 時，系統(tǒng)報警、急停。在完成加工后，電磁閥換向，頂尖開始上升，直至開關擋板5 觸發(fā)接近開關4，尾架頂尖停止上升，等待下次加工指令[6，7]。

本高低速尾架地實現(xiàn)，除必須的機械結構及接近開關外，還包括液壓系統(tǒng)及控制器，其中液壓系統(tǒng)包括連接的油箱、油泵、換向閥、減壓閥、節(jié)流閥及單向閥等[8，9]。換向閥選擇三位四通閥，與進出油管連接，可以根據加工工件軸向尺寸，使液壓缸可以在任意位置上停止運動，并且處于保壓狀態(tài)；尾架減速動作通過電磁節(jié)流閥來實現(xiàn)。

2 尾架高低速控制

尾架高低速主要是通過控制進出口液壓油大小來實現(xiàn)的，其液壓原理圖如圖3 所示。

圖3 高低速尾架液壓控制圖

圖3 中，P 為系統(tǒng)輸入液壓油管路，T 點為系統(tǒng)輸出液壓油管路，在液壓油通過P 進入到減壓閥9時，可以實際工況，調節(jié)到需要的壓力，通過壓力表8來顯示。電磁閥YV2 通電，YV3 通電，YV1 斷電，尾架開始快速下降。輸入液壓油通過單向節(jié)流閥3 進入到液控單向閥5，液控單向閥5 可以使輸入液壓油進入電磁節(jié)流閥6，然后通過A 點進入液壓缸，推動液壓缸帶動尾架頂尖下降，還可以將液控單向閥4打開，使液壓油經過B 點進行回油，輸出液壓油經過單向節(jié)流閥2，可以達到輸出油流量控制的目的。在尾架開關擋板6 觸發(fā)到接近開關12 時，電磁節(jié)流閥YV3 斷電，流經A 口的輸入液壓油通過電磁節(jié)流閥6 的調速閥，達到了降低尾架下降速度的目的[10]。

當在工件加工完成后，系統(tǒng)接收到需要尾架上升的指令時，YV1 通電，YV2 斷電，YV3 斷電，A 口為輸出液壓油，B 口為輸入液壓油，輸入液壓油經過單向節(jié)流閥2 和液控單向閥4，進入B 口時，液控單向閥5打開，使液壓油經過A 點進行回油，輸出液壓油經過單向節(jié)流閥3，可以達到輸出油流量控制的目的。

3 應用情況

此種尾架結構及控制設計，廣泛應用于本公司自主研發(fā)的產品YK3132 數控滾齒機，YK3126 數控滾齒機等精密數控機床。該滾齒機高低速尾架工作穩(wěn)定可靠，可調節(jié)范圍大，幾乎能滿足目前所有客戶所加工零件的滾削需求，客戶反饋良好。

4 結語

該滾齒機高低速尾架通過接近開關及多種電磁閥控制其頂尖上升下降速度，使得在加工過程中，既不影響加工節(jié)拍時間，也可以有效地保證工件不受沖擊力地損壞。高低速尾架技的結構及控制設計，經濟適用，可操作性強，實現(xiàn)了自動化控制，提高了工作效率、加工質量及穩(wěn)定性，可在其他類數控機床推薦應用。