鏜銑加工中心（xīn）關鍵零部件（jiàn）設計
2017-2-21 來源：沈陽機床股份有限公司中捷鑽鏜床廠 作（zuò）者（zhě）：李（lǐ）翊群 閻遲佳
摘要：本文研究（jiū）的鏜銑加（jiā）工中心共三個進給軸（zhóu），一個旋轉軸( 主軸) ，工作台在床身上前後移動，實現X軸進給運動：滑鞍在橫梁上左右移動，實現（xiàn）Y軸進給運動；主軸箱（xiāng）在滑鞍上上下（xià）移動實現（xiàn）Z軸進給（gěi）運動。
關鍵詞（cí）：鏜銑加工中心；關鍵零部（bù）件；設計（jì）
1.加工中心的總體結構布局
本文研究的機床采（cǎi）用固定橫梁（liáng）式（shì）龍門框架結構，雙立柱與床身兩側（cè）固定聯接的布局形式，半封閉防護（hù）間。如圖1.1。床身、工作台（tái）、立柱、橫梁、滑鞍、主軸箱等大件利用三維計算機軟件輔助優化設計（jì），其結構布置合理，滿足機床的剛度和強度要（yào）求（qiú）。
圖1.1機床結構圖
2.關鍵零部件設計
2.1．床身、工作台
(1)X軸導軌副采用重載滾動直線導軌，動靜摩擦力（lì）小，工作台靈敏度高，高速振動（dòng）小（xiǎo），低速無爬行，定位精度高，伺服驅動（dòng）性能優；同時（shí）承載能力大，切削抗振動性（xìng）能好，可以改善機床性能特性，提高機（jī）床的精度和精度穩定性及（jí）機床的（de）使用壽命（mìng）。如圖（tú）2.1所示。
圖2.1床身、工作（zuò）台截麵圖
(2)X軸驅動———伺服電（diàn）機通過齒形帶降（jiàng）速傳動滾珠絲杠(降速比i=2)，帶動工作（zuò）台在床身上前後（hòu）移（yí）動，實（shí）現X軸進給運動，並對絲杠進行預拉伸，以提高絲杠（gàng）副的（de）剛度。如圖2.2所示。
圖2.2 X軸驅動裝配圖
2.2橫梁
(1)為滿（mǎn）足機床重（chóng）負荷切削，橫梁采用大截麵，導軌階梯（tī）式布置，具有足夠的抗（kàng）彎剛（gāng）度和抗扭（niǔ）剛度。
(2)橫（héng）梁導軌副（fù）采用重載滾動直線導軌。如（rú）圖2.3所示。
(3)Y軸驅（qū）動———伺服電機通過聯軸器與滾珠絲杠直聯，滾珠絲杠帶動滑鞍在橫梁上左右移動，實現Y軸進給（gěi）運動。
圖2.3 Y軸驅動（dòng）裝配圖
2.3主（zhǔ）軸箱
(1)主（zhǔ）軸箱采用矩形導軌，Z軸導軌副為（wéi）滑（huá）動導（dǎo）軌副，即鑄鐵一（yī）貼塑摩擦副傳動，有良好的吸震性，保證加工時切削平穩。
(2)主軸箱部件采用（yòng）雙液壓缸平衡機構，保證主軸（zhóu）箱的運動的穩定性。
(3)主軸組和ZF變（biàn）速箱具有恒（héng）溫冷卻功能。
(4)主軸組（zǔ）采用台灣專業廠生產，具有高精度，高性能。主軸刀是靠主軸上的碟形彈簧以拉緊（jǐn）力通過四瓣爪式拉刀（dāo）機構作用在刀柄的拉釘上，是刀具與主（zhǔ）軸錐孔緊密（mì）配合來實現抓刀的。
(5)采（cǎi）用德國進（jìn）口的ZF變速（sù）箱，使主軸箱與變速箱分離，提高了主（zhǔ）軸精度的（de）穩定性，變速箱為兩檔齒輪自動變速機構，可實現低速大扭矩和高（gāo）速恒功率，同時滿足粗加工和精加工要（yào）求。
(6)ZF變速箱的冷卻及主軸組（zǔ）部（bù）件的冷卻由（yóu）專用油冷卻機完成。
(7)機床具有主軸（zhóu）定向功能（néng）。如圖2.4所示。
(8)Z軸驅（qū）動———伺服（fú）電機通過聯軸器（qì）與滾珠絲杠直聯，滾珠絲杠帶動主軸箱（xiāng）在滑鞍上上下移（yí）動實（shí）現Z軸（zhóu）進給。Z軸（zhóu）電機帶有（yǒu）自動抱閘功能，在斷電的情況下，自動抱閘（zhá）將電機（jī）軸抱緊（jǐn），使（shǐ）之不（bú）能轉（zhuǎn）動。如圖2.5所（suǒ）示。
圖2.4主軸箱（xiāng）裝配圖（左）
圖2.5 Z軸（zhóu）驅動裝（zhuāng）配（pèi）圖（tú）（右）
3.附屬零部（bù）件（jiàn）選配
3.1液壓係統
采用雙液壓缸平衡機構，保（bǎo）證主軸箱的運動的穩定性。如圖3.1所示（shì）
圖3.1液壓係統原理圖
3.2製冷係統
大功率的油冷機冷卻主軸組及ZF減速箱。如圖3.2所示。
圖3.2製冷（lěng）係統原理圖
3.3潤滑係（xì）統（tǒng）
(1)三個坐標軸承采用脂（zhī）潤滑方（fāng）式
(2)滾珠（zhū）絲杠（gàng）副均采（cǎi）用自動稀油潤滑方式（shì）。
(3)X、Y坐標（biāo）導軌為直線滾動導軌，采用自潤滑方式。
(4)Z坐標導（dǎo）軌為鑄鐵一貼塑（sù）組成的摩（mó）擦導軌副，有自動控（kòng）製的潤滑點，潤滑油經分（fèn）流潤滑導軌副，動作由數控係統自動控製。
3.4氣動係統
主（zhǔ）要應用於主軸鬆、夾刀；主軸中心吹氣：主軸前端密封吹氣。如（rú）圖3.3所示。
圖3.3氣動係統原理圖
3.5冷卻（què）排屑係統
工作台（tái）上被加工下來的（de）鐵屑通過床身兩（liǎng）側的螺旋排屑（xiè）器輸送到床身前端的鏈式排屑器上，再由排屑器將切屑送到（dào）小車中。
3.6機床整機防護（hù）
采用半封閉防護，以防鐵屑及冷卻液飛濺（jiàn），使操作者在安全舒適（shì）的環境下（xià）工作。
4.結論
本文設計的機床其主傳動采用德國（guó）進口的ZF減速箱兩（liǎng）檔變速，使（shǐ）主軸箱與變速箱分離，提高了主軸（zhóu）精度的穩定性；采（cǎi）用台灣專業製造廠生產的主軸組，內置強力拉刀機構，保（bǎo）證（zhèng）了主軸組的精（jīng）度及使用的可靠性；主（zhǔ）軸組及ZF變速箱采（cǎi）用恒溫循環（huán）冷卻係統（tǒng），將主軸組及ZF變速箱的熱變（biàn）形降至最低，保證加工精度；采用主軸箱液壓平衡係統，降低了Z軸絲杠的磨損，提高了主軸箱部件的移動（dòng）性能.
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