鏜銑專用機床滑枕變形補償的研究與應用

摘 要：在數控落地鏜銑床的基礎上改造的專用機床，針對專用機床的滑枕因工作伸出自重產生的變形問題，設計一種經濟實用的輔助支撐結構，用來補償滑枕的變形問題。

關鍵詞：落地鏜銑床；專用機床；滑枕變形；補償

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.021

0 前言

數控落地鏜銑床作為機床工業的主流產品，已成為實現裝備制造業現代化的關鍵設備，可進行箱體的孔系鏜孔加工，以及鉆孔、擴孔、鉸孔、切螺紋、切溝槽和平面的銑削加工。

在船舶、汽輪機、重型電機、重型機床和其它電力、能源、軍工、橡膠、礦業、冶金等重型機器制造行業更是必不可少。正因其加工能力強，使用范圍廣等優點，很多專用機床都是在數控落地銑鏜床的主結構上進行定制改造。

1 專用設備整機設計與結構簡介

TK6210A衛星主結構裝配組合修正設備是我公司在落地鏜銑床的主結構上進行定制改造，主要組成包括：立柱、床身、電主軸、回轉工作臺、數控系統、測量系統、輔助操作系統及附件。

床身安裝在地基上，是設備的主要安裝基座。 立柱總成安裝在滑座上，立柱總成通過床身導軌實現左右橫向直線移動，主軸箱沿立柱垂直導軌垂向移動，主軸箱的平衡錘裝在立柱腔內。主軸箱上預留相應的機、電接口，用于安裝使用帶A/C擺角功能電主軸。還配有高精度回轉工作臺用于調整工件（產品結構）象位角度和位置，安裝在立柱總成的橫向運動中心位置，其直線移動方向與床身垂直。整個機床配有數控系統、以完成立柱、主軸箱、滑枕移動和電主軸A/C轉動的聯動控制。本機床X、Y、W軸導軌均采用直線自潤滑導軌，具有承載力大、摩擦系數小等優點；Z軸采用直線滾動導軌導向。機床X、Y、W軸為全閉環控制，精度高。

2 滑枕伸出自重變形補償

在工作中滑枕會伸出，由于滑枕的伸出，滑枕的重心向前移動，這樣滑枕會因自重產生變形，影響機床的精度，為此我們在滑枕的上部沿縱向裝有兩條拉桿，拉桿前端與方滑枕固定，拉桿后端與方滑枕后端用螺母固定，用以提高滑枕的剛性，滑枕剛性提高可以對滑枕工作伸出產生的變形有一定的補償作用。

拉桿雖然能對滑枕伸出因重心變化而產生的滑枕變形有一定的補償作用，但工作時滑枕前方需要安裝電主軸附件，這對滑枕的剛性要求很高，僅僅靠兩根拉桿不足以完全補償滑枕的變形，基于此我們增加的滑枕的輔助支撐結構，用來解決滑枕的變形問題。

3 滑枕輔助支撐設計

滑枕的輔助支撐結構設計如圖3所示。軸套外環有外螺紋與滑枕上的內螺紋配合安裝，支座安裝在軸套內，軸套與支座之間有導向鍵，保證支座豎直方向的準確調節，支座與法蘭盤的豎直方向上留有2mm的間隙，用于卸荷滾輪高度調節。支座下端為方形結構，與法蘭盤內部的方形孔配合，以防止支座轉動，銷軸與支座中間安裝蝶形彈簧，通過調節螺栓對蝶形彈簧進行預緊，蝶形彈簧是在軸向上呈錐形并承受負載的特殊彈簧，蝶形彈簧具有剛度大，緩沖吸振能力強等優點，在設計過程中根據滑枕和附件的重量，選擇蝶形彈簧10片并、串聯組合的形式，蝶形彈簧在承受負載變形后，儲蓄一定的勢能，這部分勢能保證卸荷滾輪在運行的軌道上嚴密貼合，防止工作過程中由于振動而影響滑枕精度，這樣的輔助支撐結構能對滑枕伸出時因自重和安裝附件重量對滑枕產生的變形有很好的補償作用。

通過輔助支撐結構的設計我們解決的滑枕伸出時因自重變形的問題，而且這種結構簡單、可靠，裝配和調試方便，后期維修、維護成本低，是一種經濟實用的解決方案。

4 結語

本文在數控落地銑鏜床基礎上進行改造，設計一臺衛星主結構裝配組合修正的專用機床，并對機床關鍵工作部件滑枕伸出變形問題進行了分析，設計了一套輔助支撐裝置補償滑枕的變形。在節約生產成本的同時，也得到了客戶的認可。

參考文獻：

[1]盛伯浩，唐華.數控機床技術發展淺析[J].航空制造技術，2002（06）：12-171.

[2]王愛玲.現代數控機床[M].北京國防工業出版社，2006.

作者簡介：袁曉（1985-），男，黑龍江人，研究生，中級工程師，研究方向：數控機床。