減震功能鉆孔數(shù)控機(jī)床的分析

辛德勝

（大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司煤炭技師學(xué)院， 山西 大同 037001）

引言

數(shù)字控制機(jī)床簡(jiǎn)稱為數(shù)控機(jī)床，通過預(yù)裝控制程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置，經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，從而控制機(jī)床各種動(dòng)作，并按照設(shè)計(jì)要求的形狀、尺寸將零件加工出來，在工業(yè)領(lǐng)域中數(shù)控機(jī)床主要進(jìn)行圓柱曲面加工、切槽、鉆孔螺紋加工、椎體加工等。但是傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生較大震動(dòng)，如果不及時(shí)消除這些震動(dòng)在進(jìn)行零件加工時(shí)會(huì)降低零件加工精度，如鉆孔用的機(jī)床鉆頭處無法消除震動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致鉆頭易損壞的情況出現(xiàn)，有些鉆孔機(jī)床的夾持裝置需要進(jìn)行人工手動(dòng)夾持，而且夾持位置容易出現(xiàn)錯(cuò)誤、夾持不穩(wěn)定的情況出現(xiàn)。針對(duì)這一技術(shù)難題，大同煤礦集團(tuán)煤炭技師學(xué)院通過技術(shù)研究，設(shè)計(jì)了一套具有減震功能的鉆孔數(shù)控機(jī)床，并對(duì)其結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行合理分析。

1 減震功能鉆孔數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

1）減震功能鉆孔數(shù)控機(jī)床主要由橡膠底座、底板、橡膠彈簧、U形架、支撐座、工作臺(tái)、移動(dòng)座、支撐柱、電機(jī)、減速器、固定盤、吹屑管、安裝室、鉆孔電機(jī)、伸縮裝置、聯(lián)軸器等部分組成，如圖1所示。

2）U形架安裝在橡膠彈簧頂部，支撐桿安裝在U形架頂端內(nèi)部，減震彈簧安裝在支撐桿外側(cè)面，該彈簧的外徑值為300 mm，內(nèi)徑值為220 mm，鋼度值為240 kg/cm。

3）支撐座通過固定螺栓安裝在支撐板上，卡槽安裝在支撐座頂部，且與卡槽之間通過緩沖橡膠墊進(jìn)行連接，緩沖橡膠墊的厚度值大于支撐座頂部與卡槽內(nèi)腔頂部之間的距離值。

4）支撐柱安裝在工作臺(tái)頂部，伸縮裝置安裝在支撐柱右側(cè)面上，該裝置最大伸縮距離大于鉆頭頂部與固定盤之間間距。

圖1 減震功能鉆孔數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)示意圖

5）緩沖彈簧安裝在活動(dòng)室內(nèi)腔上，該彈簧外徑為55 mm，內(nèi)徑值為45 mm，鋼度值為14 kg/cm，緩沖彈簧另一端與緩沖座相連接，緩沖座右側(cè)面固定連接有轉(zhuǎn)接軸，活動(dòng)室通過軸承與轉(zhuǎn)接軸相連接，轉(zhuǎn)接軸的另一端固定安裝鉆頭。

6）吹屑管安裝在安裝室低部，在進(jìn)行鉆孔加工時(shí)吹屑管可以將孔內(nèi)鐵屑吹散掉，防止鐵屑堵鉆現(xiàn)象；鉆孔電機(jī)安裝在安裝室內(nèi)部，鉆孔電機(jī)輸出端貫穿安裝室并固定安裝有聯(lián)軸器。

7）移動(dòng)座頂部安裝在工作臺(tái)上方滑道上，移動(dòng)底座上方安裝第二支撐柱，在支撐柱上安裝電機(jī)、減速機(jī)以及固定板，并可在第二支撐柱上上下移動(dòng)；減速機(jī)為行星齒輪結(jié)構(gòu)固定盤的正面固定安裝有液壓桿，液壓桿數(shù)量為6個(gè)，四個(gè)液壓桿之間均相差60°[1-2]。

1.2 工作原理

1）伸縮裝置動(dòng)作使得安裝室左右動(dòng)作，鉆孔電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)，聯(lián)軸器帶動(dòng)活動(dòng)室進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，活動(dòng)室將力作用在滑動(dòng)座上，并傳遞至緩沖座，緩沖座通過轉(zhuǎn)接軸帶動(dòng)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)。

2）該機(jī)床中緩沖彈簧將緩沖作用力通過緩沖座傳遞至鉆頭上，通過鉆孔電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后帶動(dòng)移動(dòng)座向后移動(dòng)，從而使得第二支撐柱進(jìn)行前后移動(dòng)，達(dá)到了固定盤的位置相對(duì)鉆頭移動(dòng)的目的。

3）液壓桿帶動(dòng)夾持塊對(duì)零件進(jìn)行夾持，第二電機(jī)通過減速器帶動(dòng)固定盤轉(zhuǎn)動(dòng)，固定盤就會(huì)帶動(dòng)零件轉(zhuǎn)動(dòng)[3]。

2 減震功能鉆孔數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

1）該機(jī)床底部安裝了條形橡膠底座，從而有效降低了機(jī)床使用過程中震動(dòng)幅度，避免了機(jī)床底板直接與地面的硬接觸導(dǎo)致底板損現(xiàn)象，同時(shí)該機(jī)床可通過調(diào)節(jié)螺母不僅可對(duì)減震彈簧松弛度進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到減震效果調(diào)節(jié)目的，而且方便了減震彈簧后期拆卸工作。

2）機(jī)床上安裝的卡槽內(nèi)緩沖橡膠墊可以對(duì)機(jī)床產(chǎn)生的震動(dòng)進(jìn)行初次吸收處理，降低了作用在減震彈簧上的外力，同時(shí)通過橡膠彈簧可以將減震彈簧沒有完全吸收的余力完全吸收掉，避免震動(dòng)的力傳遞到底板處，導(dǎo)致機(jī)床出現(xiàn)位移現(xiàn)象。

3）通過伸縮裝置可以調(diào)整鉆頭與固定盤之間間距，保證了鉆頭鉆入的深度，通過螺桿改變第二支撐柱的位置，保證鉆頭可以在同一個(gè)零件上不同部位進(jìn)行鉆孔加工，利于安裝在安裝室底部的吹屑管可以實(shí)時(shí)將鉆孔出現(xiàn)的鐵屑吹掉，防止鐵屑堵塞鉆孔及損壞鉆頭[4-5]。

3 結(jié)語

大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司煤炭技師學(xué)院根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)用的數(shù)控機(jī)床主要存在的問題進(jìn)行分析，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改造，設(shè)計(jì)了一套具有減震功能的數(shù)控機(jī)床，該機(jī)床具有減震效果好、故障率低、零件加工準(zhǔn)確率高等優(yōu)點(diǎn)。通過采用該機(jī)床對(duì)100個(gè)模具進(jìn)行鉆孔加工發(fā)現(xiàn)，100個(gè)模具中鉆孔合格率達(dá)98%，與傳統(tǒng)機(jī)床相比大大提高了精度，保證了零件加工質(zhì)量，取得了良好的應(yīng)用前景及推廣意義。