AF160r自動鏜床滑枕撓曲變形原因分析及補償方法研究

摘 要：本文是總結了滑枕式落地銑鏜床滑枕補償形式，并結合介紹我廠AF160r自動滑枕式落地銑鏜床補償方法，系統分析了滑枕撓性補償的方法，問今后的技術改進提供一定參考。

關鍵詞：銑鏜床;滑枕;撓性補償

滑枕式落地銑鏜床在使用過程中，滑枕的撓性變形是此類機床的研究課題。我廠的AF160r落地自動銑鏜床就采用了這種結構形式。落地數控銑鏜床在制造中，它的鏜桿在滑枕里移動，銑鏜軸滑枕在主軸箱里移動，它從主軸箱中一般都伸出較大的距離，最大伸長可達到一米以上，而且更大型號的落地鏜產品上，這個數據會更大，在使用過程中就會由于剛性不足而產生撓性變形，這就使主軸剛性較差，造成加工誤差，從而降低了機床的精度，使達不到產品設計要求。

1 滑枕撓曲變形原因分析

落地鏜滑枕及主軸是落地鏜的關鍵部件，是區別于其他機床特點的重要部件。在理想狀態下主軸伸出靜止時，由于自然重力和鋼鐵自身的撓性，滑枕與主軸自然會產生撓曲變形。隨著伸出距離的加大，這種撓曲變形也隨之加大。從經驗上和用ANSYS有限元分析結果來看，主軸伸出一米，主軸自然下垂0.08毫米。而主軸的回轉時，加之離心力作用其距回轉軸線距離還會加大。還有就是在滑枕制造、裝配過程中的制造誤差，所以這種變形和誤差是多方面原因構成的。滑枕和主軸的誤差可由以下三種原因造成，徑向跳動、角度擺動和軸向竄動。落地銑鏜床滑枕的三維模型圖。

2 撓曲補償方式

2.1 常用補償方式

在實際生產實踐過程中，為了解決以上問題，我們常常用一些機床輔助機構來提高主軸的回轉精度和剛度，設計、裝配中采取的措施有：為主軸滑枕設計加強拉桿，對機床主軸組軸承進行預緊，增加剛性，安裝支承套，配置多油楔動壓軸承，或提高主軸滑枕本身的接觸剛度，如采用靜壓軸承，弱化主軸軸頸與軸瓦的制造誤差所帶來的影響，改善主軸與滑枕的配合精度，預加載荷消除軸承間的間隙，使滾動軸承產生微量彈性變形來提高主軸的回轉精度、使用壽命和剛度等，并結合國內外先進經驗對該結構進行了優化，采用一種實用、經濟，并能提高主軸零件剛度的預載荷結構，并已經在生產中應用，該結構不僅可以減少間隙，提高剛性，也使主軸接觸表面之間輕微預變形，提高了滑枕的剛度，從而對提高零件的加工精度和表面質量起到了很好的保證效果。[1]除此之外還有油缸拉桿補償等方法。

2.2 變形調整方法

以上方法基本都需要相對復雜的數控系統和一些機械部件，但由于我廠的AF160r產品定位為自動滑枕式落地銑鏜床，該機床屬于經濟型機床，如按通用的補償方法這將大大增加成本，故我們采用了一種裝配的調整方法，將立柱齊頭和基面刮研結合起來，將滑枕的變形量由抬頭量中和。首先測量出撓曲量曲線，連接首尾兩點，在曲線最高點處做此線的平行線，此二直線的距離基本可以認為是最佳調整量的二倍，按此數據調整主軸箱抬頭量，這樣就中和了滑枕撓曲量。在實際裝配過程中，調整范圍基本可以達到0.05～0.10mm。

3 結論

該滑枕自重變形調整方法雖增加部分裝配過程，但其結構簡單、經濟性好，在本產品AF160r經濟型自動鏜上應用效果明顯，雖然調整上需要一定時間，但此結構大大提高了主軸剛性，用戶使用良好，希望本文能對讀者在鏜床滑枕設計中有所啟發。。

參考文獻：

[1]蔡有杰，陸義南.大型銑鏜床主軸滑枕變形分析與改進方法[J].機械設計與制造，2008（03）：127-128.

[2]《機床設計手冊》編寫組.機床設計手冊[M].北京：機械工業出版社，1986.

[3]王一楠.基于ANSYS的一款臥式銑鏜床下滑座有限元分析與研究[A].中共沈陽市委、沈陽市人民政府.第十四屆沈陽科學學術年會論文集（理工農醫）[C].中共沈陽市委、沈陽市人民政府：沈陽市科學技術協會，2017：4.

作者簡介：崔瑤（1987-），女，工程師，主要從事立式加工中心和臥式銑鏜床的設計、工藝等方面工作。