立式數控車床的設計與應用研究

摘 要：轉向節是汽車上應用最重要的零件之一，其形狀復雜并且受到的集中應力也是最大的，因此其部件結構要求具有較好的機械能。對車輛的安全性和操作的轉向節的加工質量產生直接影響。把簡單的臥式車床和普通車床的使用不完善的處理部分的轉向節凸緣端和桿件的過程，因此本文對立式數控車床進行了分析，提出了相應的節處理方案。同時對機床的工作周期以及結構和技術參數進行了介紹；對轉向節的特殊解釋，立式數控車床專業介紹。通過實際應用，對轉向節的應用面，本機可以把精密節兩頂孔大斷面以確保準確，有效地提高了工作效率，降低了勞動強度。

關鍵詞：加工系統；設計；立式數控車床

中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 24-0000-01

汽車的數量在隨著人們的需求量而不斷的增加，因而轉向節的生產要求也不斷的攀升，其生產效率的提高是目前轉向節生產的核心問題。由于結構復雜，轉向節的加工有一定的難度，尤其是在法蘭端面上的桿部，其尺寸及位置精度難以控制。傳統的生產方式是臥式車床或法蘭端面和接受簡單加工轉向桿件，汽車設計簡單，與轉向節上的尾座中心的車尾座中心是固定的，通過汽車的轉向節轉動保證切換。但這種方法存在嚴重的缺陷，首先，工件不易安裝；其次，配重導致更小的車輛不能有效提高鉆井速度；在地下有缺陷的設備加工生產效率是無法避免的。由于傳統工藝的局限性，并受諸多因素的影響，已被開發來解決轉向桿和一個新的類型的設備問題，數控立式車床應時而生。在原機性能的設備，可以加工轉向節完美。夾不勞動強度高，它一舉多得。

一、方案分析

（一）節轉向特性分析

整體式轉向節的形狀像一個喇叭，結構復雜；作為一個工件毛坯，加工余量大用，特別是在法蘭根之間的弧；最后，由于工件的特點決定了重質量，所以它有大量的轉動慣量，定位更難。

（二）方案

在生產過程中的節，根據要求和工藝特點，專用立式機床用的偏壓機構主軸結構的生產，以數控立式車床的傳統為基礎，尾座的中心結構的特點和安裝，設計加工汽車專用根據轉向節。新機器的形成，用于指導和有效的處理部分，同時功能仍然是普通數控車床相同。

（三）工作周期主要步驟和順序

安裝工件時，夾緊，數控滑臺快速移位，X，Z軸，和主軸旋轉，完成外圓加工，數控滑回原位，伺服刀具，數控滑臺快速移位，X，Z軸，工件外圓的加工槽的數字控制滑臺完成，回到原位，伺服刀具，數控滑臺快速移位，X，Z軸，每個線程完成加工，數控滑回原位，公司，卸載，進入下一個周期。

二、轉向節專用立式數控車床部件設計

（一）主軸箱設計

1.主軸箱結構設計。本機為立式結構，主軸箱是傳統意義上的床，這是一個安裝主軸和傳動系統，二是支撐柱安裝在垂直和水平滑動和電動工具。因此，主軸箱已根據足夠的剛性，必須有合理的結構，長期使用不變形。

2.傳輸系統。傳動比的測定。首先要保證數控立式車床的傳動比是63r/min 1000r/min在1：10的速度，所以它可以在轉向節過程中高效的同時仍具有普通車床的功能。傳輸線的測定。基于傳輸線主要為車床：由伺服電機通過減速機皮帶輪，通過皮帶輪帶動主軸單元，從而達到驅動主軸旋轉的目的。主軸結構的分析，該單元結構的結構更加靈活，在制造，維修及安裝有極大的方便了用戶。在需要充分考慮到轉向節加工的特殊性，主軸單元結構的選擇，為了保證主軸結構能適應特殊零件的加工。首先，應該在剛性滿足要求，保證旋轉精度和穩定性，長；其次，油裝置和夾緊缸。最后，實現快速切換的專用車輛，動力卡盤，通用和專用數控立式車床之間切換。在上述分析的基礎上，對車輛的主軸50主軸單元的選擇標準，能滿足高精度的要求，高剛度要求。

（二）進給系統的主要設計概述

1.縱向設計。主板和滾珠絲杠傳動裝置包括進給傳動系統的垂直系統。在滾動導軌上設有縱向滑動，可沿軌道縱向。軌道結構主要采用球滾動導軌，重軌，承載能力大，剛性強。伺服電機、滾珠絲杠螺母副的聯軸器直接驅動的，使滑塊沿導軌縱向運動。

2.橫向設計。在系統主要取決于滑動滾珠絲杠之間發生交叉，交叉幻燈片系統主要通過與滾珠絲杠副作用傳動十字滑塊，導軌主要設置橫向導軌位置，可沿縱向導軌橫向移動。橫向導向主要采用滾珠導軌，并對重軌導軌，承載力和剛度。作為縱向導軌相同，滾珠絲杠螺母副可以由伺服電機直接驅動，使滑塊橫向操作。

（三）夾具設計

1.頂尖的設計。頂到機床的旋轉的重要組成部分，定位和夾緊，能在加工過程中，工件固定，對設備上主的頂部，如果工件的位置是正確的，然后在油缸的作用下，上端與設備向下移動，使檢測到的上頂孔工件頂緊，工件的定位與夾緊。頂端與主軸的旋轉，這是主要的運動。在第一部件的設計應在夾緊力的確定，東油缸規格來確定，以保證夾緊可靠；由于轉向節上不平衡，需要有足夠的剛度，以保證長期穩定的回轉精度。

2.車具設計。由于工件形狀獨特，特別是轉向節的重要特征，由于結構性問題，使工件不平衡，這將給加工帶來了不小的困難，首先需要使用剛性差定位頂孔，上孔和下頂孔的工件的定位和夾緊。移動頂孔由單獨的移動組件，頂孔固定在主軸下。其次，轉向節不規則的表面，同時在頂部的形狀也各不相同，以確保普遍的車輛，必須做出相當大的靈活性。工件不平衡汽車必須設置成為調整。最后，通過液壓夾緊裝置的使用，和編碼器安裝在主軸上，用來適應螺紋車床的特點，并添加一個夾緊缸車子啊。

三、結束語

該機床在使用后，通過實踐結果表情性能完全可以達到設計要求，并且在進行完善后開始小批量的予以生產，得到了使用者的一致好評。

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[作者簡介]郭福軍，男，遼寧人，職務：機械設計，工程師，研究方向：立式車床。