立式加工中心的高速（sù）刀（dāo）架（jià）設計（jì）
2016-9-8 來源： 齊重數控裝備（bèi）股份有限公司 作（zuò）者：郭玉英
摘要：立式加工中心采用（yòng）高速刀架結構大大提（tí）高了垂（chuí）直刀架(z軸)的垂向最快移動速度，極大地提升了機床的使用效率和加工零件（jiàn）的表麵粗糙度質量，大大簡（jiǎn）化了機床進給（gěi）傳動的結構形（xíng）式。
關鍵詞：立式加工中心；高速刀架；使用效率；表麵粗糙度質量
目（mù）前（qián），國內外（wài）的立式加（jiā）工中心垂（chuí）直刀架滑枕的垂直進給傳動大都采用伺服電動機驅動滾珠絲（sī）杠的傳動方式，由於伺服電動機受到自身功率扭矩特性、額定轉速的限製，滾（gǔn）珠絲杠受（shòu）到自身長度、剛度、臨界（jiè）轉速的限製，使得（dé）伺服電動機、滾珠絲杠（gàng）的轉速不能很高，因此垂直刀架垂直進給z軸的快（kuài）速也不能很高，一般不超過15 m／min，伺服電動機傳動方式（shì）製（zhì）約了刀架垂直方向的最高移動速度，限製了立式加（jiā）工中心使用效率的提高（gāo）。
為了解決這個問題，本文介紹一種立（lì）式加工（gōng）中心（xīn）的高速刀架，該刀架解（jiě）決了垂直刀架z軸垂向進（jìn）給不能高速運動的問題，極大地提高了（le）立式加工中心（xīn）的（de）使用效率。
本立式加工中心的高速刀架的結（jié）構見圖1，直線電動機次級部件2安裝在橫梁滑板1的中部，在二者之間裝有次級部（bù）件冷卻管3；直線電動機初（chū）級部件4安裝在直線電動機次級部件2的下部（bù），與其上方的（de）直線電動機次（cì）級部件2滑動間隙配合；在（zài）直線電動機（jī）初（chū）級（jí）部件4的左下部裝有（yǒu）初（chū）級部件（jiàn）冷（lěng）卻管5；刀（dāo）架體7固（gù）定在橫梁滑板1的下部，滑（huá）枕9安裝在刀架體7的中下部，在其兩側裝有（yǒu）直線導軌組件8，直線導軌組（zǔ）件8的直線導軌（guǐ）與滑枕9固定聯接，直線導軌組（zǔ）件8的滑（huá）座與刀架體7固定聯接；聯接體6安裝在（zài）直線電動機初級部件4與滑枕9之間，其上端麵與直線電動機（jī）初級（jí）部件4固定聯接，下端麵與滑枕9固定聯接，光柵（shān）尺組件10安裝在滑（huá）枕9下端麵的中部。
1一橫梁滑板（bǎn）；2一直線電動機次（cì）級部件；3一次級部件冷卻管；
4一直線電機初級部件；卜初級部件冷卻管；卜聯接體；
7一刀架體；8一直線導軌（guǐ）組件；9一滑（huá）枕；10一（yī）光柵尺組件。
圖1立式（shì）加工中心（xīn）的高速刀架結構
本立式加工中心高速刀架的工作過（guò）程，當按下按鈕站機床起動按鈕（niǔ），機床（chuáng）開始正常工（gōng）作，次級部件冷卻管3、初級部件冷卻管5首先進入冷卻水，冷卻（què）水帶走直（zhí）線電（diàn）動機次級部件2、直線電動機初級（jí）部件4的（de）發熱（rè）量（liàng），使（shǐ）直線電動機次級部件2、直線電動機初級（jí）部件4同時得到循環冷卻並保持恒溫，按下按鈕（niǔ）站z軸（zhóu）起動按鈕，數控係統控製直線電動機（jī）初級部件4沿直線電動機次級（jí）部件2垂直方向運動，同時帶動聯接體6、滑枕9沿刀架體7上的直（zhí）線導軌組件8的垂直方向進行（háng）直線運動，按下按鈕站z軸停止按（àn）鈕，數控（kòng）係統控（kòng）製直線電動機初（chū）級部件4停（tíng）止運動，直線電動機初級部件4同時製動聯接體6、滑枕9，按下按鈕站機床停（tíng）止按鈕，次級部件冷（lěng）卻管3、初級部件冷卻管5內停止進入冷卻水（shuǐ），機床停（tíng）止工作。
本立（lì）式（shì）加工中心高速刀架的閉環反饋過程，刀架體7的實際位置（zhì）信號通（tōng）過（guò）光柵尺組件9反饋給數控係統，數控係統根據光柵（shān）尺組件9提供的刀架體7的實際位置信號，相應控製直線電動機初級部件3直（zhí）線（xiàn）移動的位置補償量，形成數控係統閉環控製，達到（dào）精（jīng）確控製刀架體7實際位（wèi）置（zhì）的目的。
本設計大大提高立式加（jiā）工中心（xīn）垂直刀架z軸的最（zuì）快移動速度，達（dá）到了60 m／min以上，是（shì）目前傳統結構刀架垂向z軸最快移動速度的4倍以上，極大地提升了機床的使（shǐ）用效率和加工工件的表麵粗（cū）糙度質量,大大簡化了機床進給傳動的（de）結構（gòu）形式。
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