轉塔式組合機床中的主軸箱設計方法分析

李國棟+王田+楊波

摘要：眾所周知，轉塔式組合機床中的主軸箱是機床中的重要組成部分。本文主要就是對轉塔式機床的主軸箱設計部分進行詳細的闡述，并且對其結構組成進行了簡要說明。重點探討了轉塔式組合機床主軸箱設計的要領，明確了設計工作的程序，更加詳細的研究和分析了轉塔式組合機床的結構特點和制造工藝最后總結了主軸箱設計工作中的創(chuàng)新性。

關鍵詞：轉塔式組合機床；主軸箱；設計方法

就目前而言，我國很多機械類企業(yè)中都有一些轉塔式組合機床，最初我國機床制造企業(yè)在上世紀就是年代從日本公司進口了一批轉塔式組合機床，這些組合機床的使用效率是非常高的，而且加工精度也非常高，使得我國很多機械類企業(yè)的發(fā)展速度得到了很大的提升，對產(chǎn)品生產(chǎn)的效率也得到了極大的提高。但是隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對相關零部件的精密度要求也越來越高，這種情況下，就需要我國制造類企業(yè)根據(jù)我國的實際發(fā)展情況以及現(xiàn)有的科學技術對轉塔式機床進行設計，爭取能夠設計出一些性能和可靠性都比較好的機床。其中主軸箱設計是轉塔式機床設計中最重要的部分，本文主要就是對轉塔式機床的主軸箱設計方法進行詳細的探討。

一、轉塔式組合機床簡介

轉塔式組合機床是適用于大批量產(chǎn)品生產(chǎn)的機械設備，轉塔式組合機床的效率以及精度都是比較高的，而且其加工出來的產(chǎn)品的整體性能也都比較穩(wěn)定。與此同時，轉塔式組合機床具有一定的柔性，可以靈活的對相關的夾具和刀具進行更換，從而來適應不同產(chǎn)品的加工。轉塔式組合機床主要是由機身、滑臺、主軸箱、夾具以及控制裝置等零部件組成，每一個零部件都有其特地功能。其中主軸箱是轉塔式組合機床中的關鍵組成部分，通過主軸箱的作用可以帶動整個轉塔式機床高效的運行，而且也可以對加工速度和穩(wěn)定性進行靈活的控制。另外，轉塔式機床中的夾具是可以移動的，可以靈活性的對產(chǎn)品進行高精度的加工。由此可見，轉塔式組合機床內部結構相對還是比較復雜的，組成其零部件數(shù)量和種類也非常多，但是這就決定了轉塔式組合機床的使用性能比較可靠。

二、主軸箱結構設計方法分析

轉塔式組合機床主軸箱的結構設計工作是一項非常復雜的系統(tǒng)工程，其設計難度以及設計工作量都是比較大的。下面就對其設計方法中的四點設計內容進行詳細的闡述。

2.1前期準備工作

首先就是要對主軸箱中的接桿進行設計，在對接桿進行設計的過程中需要按照其加工工藝以及其運動流程對其進行高精度設計，之后就需要對整個主軸箱的主軸進行設計，另外還要對相關的連接部件進行設計，比如對軸承以及墊圈和螺母進行設計，將主軸部分零部件設計好之后就相當于做好了主軸箱設計的前期準備工作，這樣可以方便下一步設計工作的高效進行。

2.2主軸箱的程序設計

主軸箱的程序設計方法相對是比較復雜的，其主要設計流程就是對刀具進行設計，對接桿部件進行設計，對主軸進行設計，對主軸單元進行設計，對前面板進行設計，對中間箱體進行設計，對傳動箱體進行設計，從而使得整個設計流程進行的更加徹底可靠。另外，在設計的過程中需要根據(jù)相關的工藝文件要求進行設計，而且還要確定好每一個刀具規(guī)格和切削工藝參數(shù)，這樣就可以使得設計出來的每一個零部件精度更高，有利于主軸箱整體可靠性的設計。

2.3主軸及其單元設計

主軸中的鏜主軸設計部分要求相對比較嚴格，而且很多主軸相中的主軸都會用到鏜主軸。在對鏜主軸進行設計的過程中需要控制刀具切削力大小，而且也不能采用偏心傳動的方式。當將主軸設計完成后，需要對主軸單元進行設計，每一個主軸單元的設計結構都是類似的，不同的是由于鉆主軸的結構比較細長，所以需要采用三支承的設計方法，即在鉆主軸的全段增加了一個無內圈的滾針軸承。

2.4傳動箱體設計

傳動箱的箱體部件主要有中間箱體、傳動箱箱體、小蓋板等零部件，將這三個零部件組裝在一起就可以裝配成一個轉動箱體。在對傳動箱體進行設計的過程中，需要設計擋鐵部件，因為擋鐵部件可以對主軸箱的運動過程進行控制，能夠保護主軸箱體不被破壞，使得其具有更強的主軸箱保護以及設備保護的功能。因此，在對主軸箱進行設計的過程中需要保證設計精度和設計工藝都符合要求，確保其強度來更好的保護內部零部件的安全使用。

三、主軸箱設計方法中的創(chuàng)新

3.1大量采用標準化零部件

想要更好的創(chuàng)新主軸箱的設計方法，在實際設計過程中可以規(guī)范每一個主軸已經(jīng)零部件的精度，確保這些零部件是標準零部件，而不是隨意制造出來的粗制濫造零部件，這樣就可以使得整個主軸箱的設計難度降低很多，同時也可以使得主軸箱的維修成本下降。如果采用非標準件，那么就會使得維護工作以及設計工作的難度增大很多。因此，大量采用標準化零部件可以對主軸箱設計方法進行改進和創(chuàng)新。

3.2快速更換刀具

在主軸箱的接桿尾部設計一個大螺距的螺旋槽，并且在主軸箱體上設計有傾斜角度的定位銷，由此形成一對螺旋副，這種情況下，工人就可以非常快速的通過接桿運動來更換刀具，同時也可以快速的將刀具置換出來，使用其他刀具進行高精度的加工。由此可見，快速更換刀具以及調試刀具能夠在極大程度上使得主軸箱的設計方法得到創(chuàng)新。

四、結語

綜上所述，選擇標準的轉塔式組合機床主軸設計方法是非常重要的，制造類企業(yè)需要采取新型的設計方法對主軸箱進行設計，并且對每一個零部件的精度進行檢測，確保產(chǎn)品的質量和性能都達到要求，從而提升主軸箱的設計效率和質量。

參考文獻：

[1]夏田，司建星，徐玲，王立華.機床主軸箱的結構設計[J].機床與液壓，2016，42（04）：116-117.

[2]費葉琦，劉英，黃秀玲.轉塔式組合機床主軸箱體的設計計算[J].林業(yè)機械與木工設備，2015，40（08）：36-39.

[3]張小文，周來水.新型數(shù)控轉塔沖床系統(tǒng)開發(fā)研究[J].長沙航空職業(yè)技術學院學報，2015，（03）：59-63.endprint