超重型臥式車(chē)床尾座套筒熱伸長(zhǎng)的補(bǔ)償及抗震、緩沖的結(jié)構(gòu)

雷 宇

(齊齊哈爾二機(jī)床(集團(tuán))有限公司，黑龍江 齊齊哈爾161005)

超重型臥式車(chē)床尾座套筒熱伸長(zhǎng)的補(bǔ)償及抗震緩沖結(jié)構(gòu)由彈簧銷(xiāo)、碟簧、法蘭盤(pán)、墊圈、螺母、調(diào)整墊、絲桿等主要元件組成。其特征在于:工件在切削過(guò)程中會(huì)受到切削力的作用產(chǎn)生切削熱。切削熱使工件產(chǎn)生熱伸長(zhǎng)變形量，且主軸箱主軸本身結(jié)構(gòu)為定位支承。故伸長(zhǎng)量的補(bǔ)償完全由尾座套筒結(jié)構(gòu)補(bǔ)償，且尾座套筒在預(yù)加負(fù)載力的隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生一定的熱伸長(zhǎng)，并在頂緊工件過(guò)程中，大質(zhì)量動(dòng)態(tài)載荷的沖擊所產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)對(duì)其心軸組件造成精度走失。故在螺母與絲桿連接處，利用多點(diǎn)碟簧組所產(chǎn)生的預(yù)變形量去補(bǔ)償工件受切削應(yīng)力產(chǎn)生的切削熱、主軸自身的熱變形及抗震緩沖能力，從而實(shí)現(xiàn)剛形體的柔性功能。

1 技術(shù)背景

目前，公知的尾座頂緊力的大小、補(bǔ)償量及抗震緩沖能力結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用直接影響到其加工工件的精度保持性。傳統(tǒng)尾座套筒應(yīng)用熱伸長(zhǎng)及抗震緩沖能力的結(jié)構(gòu)為整體式碟簧組彈性變形原理，但用于超重型臥式車(chē)床尾座熱伸長(zhǎng)補(bǔ)償上，靠單片碟簧組配已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到所需的動(dòng)能參數(shù)。

就此特性，本結(jié)構(gòu)的目的在于使用多點(diǎn)受力原理，使其承受的熱伸長(zhǎng)量、緩沖以及振動(dòng)，均勻地分布給各個(gè)受力點(diǎn)，通過(guò)預(yù)算的伸長(zhǎng)量以及頂緊過(guò)程中所承受的振動(dòng)及緩沖力，對(duì)各碟簧點(diǎn)逐一地調(diào)整預(yù)緊力，使得整個(gè)剛性體形成一種柔性連接。從而滿(mǎn)足了結(jié)構(gòu)空間限制的前提下單組碟簧無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。

2 結(jié)構(gòu)及工作原理

結(jié)構(gòu)形式如圖1 所示;工件在切削過(guò)程中會(huì)受到切削力的作用而產(chǎn)生切削熱。切削熱使工件產(chǎn)生熱伸長(zhǎng)變形量，且主軸箱主軸本身結(jié)構(gòu)為定位支承，故伸長(zhǎng)量完全由尾座結(jié)構(gòu)補(bǔ)償。尾座套筒2 受到卡緊裝置11 的約束后，尾座頂尖12 通過(guò)芯軸組件10 將熱伸長(zhǎng)量、軸向切削力傳遞給絲杠9。使得內(nèi)應(yīng)力無(wú)法釋放，產(chǎn)生應(yīng)力變形直接影響工件的加工精度。為克服熱伸長(zhǎng)及頂緊過(guò)程中所承受的變量因素對(duì)尾座內(nèi)部傳動(dòng)鏈帶來(lái)的變形和振動(dòng)，故在絲母7 與絲杠9 連接處，利用圖1 右視圖所示多點(diǎn)彈性緩沖原理，將碟簧組4 通過(guò)法蘭套5、彈簧銷(xiāo)3，固定于尾座套筒2 上。用調(diào)整墊8調(diào)整各個(gè)受力點(diǎn)的碟簧組4 預(yù)緊力，來(lái)達(dá)到對(duì)熱伸長(zhǎng)量的補(bǔ)償、頂緊過(guò)程中的沖擊和振動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)剛形體的柔性功能。

3 實(shí)例應(yīng)用

本結(jié)構(gòu)應(yīng)用在我國(guó)首臺(tái)自行研制的CK61700 X200/300 超重型數(shù)控臥式車(chē)上，使工件受切削應(yīng)力產(chǎn)生的切削熱、主軸自身的熱變形伸長(zhǎng)及抗震緩沖能力得到了可靠的補(bǔ)償和緩沖，大幅度提高了該數(shù)控重型臥式車(chē)床的加工精度及加工效率。

4 結(jié)語(yǔ)

該結(jié)構(gòu)用多點(diǎn)受力取代了整體受力的原理，使得應(yīng)力釋放均勻而平穩(wěn)，對(duì)現(xiàn)今的重載高精機(jī)床設(shè)備精度的提高及穩(wěn)定性的保證起到革新的作用。