加工回轉支承堵塞孔的鉆鏜床設計

□ 馬小軍 □ 劉丹丹

洛陽LYC軸承有限公司 河南洛陽 471039

加工回轉支承堵塞孔的鉆鏜床設計

□ 馬小軍 □ 劉丹丹

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分析了回轉支承堵塞孔的加工現狀，介紹了加工堵塞孔的鉆鏜床結構、主要技術參數和工作原理，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效率，工人的勞動強度和工件的廢品率明顯降低。

回轉支承 鉆鏜床 圓盤刀庫 加工

回轉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，主軸驅動常常采用普通三相異步電動機配置減速箱的有級調速方式，該方式傳動不穩定，結構復雜，不能實現無級調速；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動的滑臺結構，定位精度和加工精度低；另外，傳統加工設備沒有考慮自動排屑機構，防護較差，均不利于生產加工和環境保護。對于尺寸較大的回轉支承，堵塞孔的加工工藝相對復雜，加工精度主要依靠操作者的經驗，批量生產時，生產效率低下，加工成本大大增加。

本文介紹的加工回轉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自動換刀。根據轉盤軸承工藝要求以及所加工產品的特點，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，降低生產成本，滿足用戶個性化要求。

1 機床結構及工作原理

TK615機床結構如圖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、排屑裝置、電控系統和防護裝置等組成。床身為整體鑄件結構，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軌單元移動的拖板上，采用伺服電機通過滾珠絲杠副驅動，從而實現鉆削動力頭的水平進給運動。驅動電機為大功率主軸伺服電機，可無級調速。鏜削動力頭的主軸裝刀結構為自動拉緊、液壓松開的標準錐度配合刀柄結構，有關動力參數符合要求。

▲圖1 機床結構圖

圓盤式刀庫安裝在床身側面，具有自動換刀功能，刀盤由滾子凸輪機構驅動及定位，用來交換刀具位置，進而為拔刀和插刀做準備，機械手換刀裝置為滾齒凸輪機構，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。該機構結構簡單，成本較低，換刀可靠，換刀過程快速準確。

電氣控制系統采用PLC作為主控制單元，模擬量輸出模塊結合伺服驅動單元，實現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計，操作簡單明了，并實現了實時監控。系統具有主軸準停功能，通過主軸電機內置的位置編碼器，實現準停控制，準停角度任意設定，實現了加工過程自動化，極大地提高了加工效率。

液壓站提供必要的液壓驅動動力源，整個系統為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，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，主軸旋轉到對刀位置，刀庫自動將刀具安裝到主軸上。主軸高速旋轉，拖板按設定速度、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，主軸準停，由機械手完成換刀動作，再進行下一次加工，如此循環，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，實現加工過程自動化，節省了人力和時間，極大地提高了加工效率，減少生產成本。

2 性能特點

（1）本機床在總體方案和控制系統的設計上，采用了最新的設計理念，在結構上進行了大膽創新。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）進給系統采用交流伺服電機驅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，主軸調速采用伺服電機實現無級調速；主軸頭采用標準錐孔，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、導軌、工作臺、動力頭等零部件的設計均采用高剛性的設計原則，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 機床主要技術參數

表1 機床主要技術參數

表2 機床精度及檢驗標準

4 結束語

該機床結構合理，功能完善，經軸承制造商使用表明：與傳統普通鉆床或搖臂鉆床相比，生產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，達到了預期的目的，滿足設計要求。

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（編輯 禾 禾）

TH133.33；TG54

B

1000-4998（2015）03-0008-03

2014年10月