立式銑床精（jīng）加（jiā）工深槽的方法-數控機床市場網

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立式銑（xǐ）床精加工深槽的方法

2020-10-17 來源：齊齊哈爾二機床（chuáng）（集團）有限責任公司作者：強音

摘要：隨著（zhe）自動（dòng）化（huà）工業生（shēng）產要求的提高，要求立式銑床實現深槽加工的同時，還要保（bǎo）證較高（gāo）的精度，為此提出對立式銑床精加工深槽的方（fāng）法進行研究。優化伺服係統來影響銑頭傳位保證（zhèng）深槽加工的精（jīng）度；采取動力（lì）機構傳動（dòng）鏈與分度機構傳動鏈相分離與添加自動分度驅動裝置的方法實現立式銑床精加工深槽。

關（guān）鍵詞 ：立（lì）式銑床；伺服係統；精加（jiā）工；自動分度驅動裝置（zhì）

立式銑床組成的生產係統以及立式銑床（chuáng）是傳統產業轉型、建設自動化企業的重（chóng）要基礎裝備，立式銑床技術的發展與創新一直備受社會的（de）關注。立式銑床以其卓越的自動化生產性能、敏捷而多（duō）樣化的功（gōng）能（néng）以及優異穩定的（de）精度表現引起世人矚目，它開創了機械化生產向機電液一體化生產發展的（de）工業先（xiān）河，因此立式銑床己經成為（wéi）先進製造技術中的一項核心技術[1]。立式銑床也在工業精加（jiā）工生產中得到（dào）了廣泛應用，立式銑床（chuáng）有著精度高、較高的自動化程（chéng）度、模塊化係列（liè）設（shè）計（jì）、可靠性高（gāo）、宜人性強、技術性能好等特點，所以立式（shì）銑床自身的優點符合精加工深槽的生產（chǎn）。而精加工深槽對立式銑床的主軸傳位、定位（wèi）機構有（yǒu）著較高的要求，結合改進（jìn）輔件係統和（hé）製（zhì）造工藝，來提高傳位（wèi）、定位精度，通過減少生產中的誤差，在滿足精度（dù）要（yào）求的條件下還可以提高較大的降低生產成（chéng）本，完成立式銑床深槽的精加工。

1、提高伺服係統要（yào）求

立式銑床銑頭傳位是影響加工深槽精度的主要因（yīn）素，所以減少立式銑床銑頭傳位的誤差對（duì）於精加（jiā）工深槽有重要作用。立式銑床銑頭主電機傳動同（tóng）時要滿足內外傳兩個動（dòng）鏈的要求[2]。外傳動（dòng）鏈既（jì）要滿足扭矩特性的要求，還要滿足傳動功率的要求，而（ér）內傳動鏈直接關係著傳動的精度問（wèn）題。所以，它們（men）在設計（jì）時的設計原（yuán）則和製（zhì）作思想是完全不同的。為充分發揮立式（shì）銑床（chuáng）應（yīng）有（yǒu）的性能，提高立式（shì）銑床銑頭主軸轉位、主軸傳位，加工出（chū）精準度要求高的深槽，要搭配伺服係統的運（yùn）用。

伺服係（xì）統是（shì）立式銑床精加工深槽過程中的核心設備，立式銑床精加工（gōng）深槽對伺服係（xì）統有較高的要求，需要滿（mǎn）足以下特點（diǎn）：

①執行命令要準確可靠（kào）；②較高（gāo）的位置精度；③調速穩定性好，且範圍大；④較強的負載能（néng）力，足夠大的加減速力矩；⑤較快的動態響（xiǎng）應，可以快速跟隨脈衝指令，可頻繁（fán）起停、反向（xiàng）、盡快消（xiāo）除負載擾動。⑥不會產（chǎn）生誤差積累。同時本文也與傳統的伺服係統做了比較如表所示。

表（biǎo） 1傳統與精加工深槽的伺服（fú）係統對比表

這種（zhǒng）方法的工作原則是將內傳動鏈（liàn）動力源與外傳動（dòng）鏈動力源區別（bié）開來，對於內外傳動鏈（liàn）分別單獨（dú）驅動。伺服電機（jī）是用來提（tí）供立式（shì）銑床銑頭（tóu）主軸功（gōng）率（lǜ），最大程度（dù）實（shí）現立式銑床（chuáng）銑頭的扭矩特性 [3]。伺服電機要滿足而立式銑床銑頭的（de）分度、轉位（wèi）運動（dòng）要求，伺服係統的增（zēng）量式編碼器要及時檢測立式銑床銑頭（tóu）的分度（dù）是否滿（mǎn）足深槽精度要求，從而減少主傳動鏈間的距（jù）離對定（dìng）位精度、主（zhǔ）軸傳動的影響，提高分度精度，實現精加工深（shēn）槽。

2、動力機構傳動鏈與分度（dù）機構傳動鏈相分離

立式銑床精加工深槽過程中，主傳動箱中齒（chǐ）輪自始至終都處（chù）於高速運轉中，高強度（dù）的（de）工（gōng）作（zuò）使熱脹冷縮後使原有齒隙發生變化，從而出現（xiàn）齒輪磨損和噪音等現象，使主傳動箱中齒輪空（kōng）隙較大。齒側間隙變大，在主軸傳（chuán）位、分度過程中無疑是不（bú）容（róng）忽視的一個影響深槽加工（gōng）精度的因素[4]。所（suǒ）以主傳動箱僅用於提供外傳（chuán）動鏈工（gōng）作，由內傳動鏈來單獨負責主軸的分度功能，完成（chéng）立式銑床的精加工深槽生產。

圖 1 分度運動（dòng）傳位圖

其具體（tǐ）操（cāo）作如下。如上圖所示，立式（shì）銑床銑（xǐ）頭分度由齒輪軸4 在伺服電機 1 的帶動（dòng）下做旋轉運動。立式銑床銑頭轉位時，先要將下端（duān）麵齒盤 6 及安裝在其（qí）下的主軸套 7，通（tōng）過液壓油缸的工作與上端麵齒盤 5 實現脫（tuō）開，同時保持著壓力，然後將伺服電機1 連接電源，齒輪 3 通過齒輪軸 4 與脹緊套 2 將帶動整個主軸套轉（zhuǎn）動，當主（zhǔ）軸套轉至所需的（de）角度後斷開伺服電機 1 的電源；同時（shí）將液壓油缸內注入液壓（yā）油，使下端麵齒盤（pán）向上提升，上升至與上端麵齒盤相齧（niè）合形成一個完整的立式銑床銑頭分度循（xún）環（huán）。齒盤分度（dù）是否符合要求（qiú），由伺服係（xì）統中的角度編碼器控製，上下兩端麵齒盤（pán）能（néng）否相（xiàng）齧合，由行（háng）程開關發出信號（hào）指示，通過動力機構（gòu）傳動鏈與分度機構傳動鏈相分離的方法，完成立式銑床精加工深槽的工作。

3、添加自動（dòng）分（fèn）度驅動裝置

在立式銑（xǐ）床的轉位係統中，在旋轉體尾端裝備自動分度（dù）驅動裝置（zhì）。其工作原理是由專用電機輸入，搭（dā）配減（jiǎn）速箱驅動，為旋轉體分（fèn）度轉位提供直接動力，通過自（zì）動分度驅動裝置（zhì）形成新的傳動結構，這樣不僅簡化了立式銑床的（de）機械結構，還減少了中間（jiān）的傳動工作程序，提高了分度精度 [5]。

在立式銑床銑頭主軸前端連接一套專用電機。專用電機經過減速（sù）箱驅動將動力從（cóng）傳動箱尾端直（zhí）接輸出至旋轉體分度齒盤，實（shí）現主軸所需的分度角（jiǎo）度要求。這樣，主電機（jī）不再參與立式銑（xǐ）床銑頭（tóu）分（fèn）度轉位的整個過程，旋轉體（tǐ）上增（zēng）加的外齒盤由進給驅動伺服電（diàn）機通過（guò）傳動箱直接驅動，大大減少了傳動工作流程，為工（gōng）作人員檢查和調整傳動間隙提（tí）供了極（jí）大的便利，極大程度的減少了總體累計傳動間隙。同時，由於轉（zhuǎn）動部（bù）位直接靠近進給電機，大（dà）大增強了整體傳動剛性，是（shì）立式銑床精加工深槽（cáo）的一種（zhǒng）有效方法。

4、結語

本文雖然（rán）在立式銑床精（jīng）加（jiā）工（gōng）深槽的（de）方法方麵做（zuò）了大量的研究工作，結合相關理論與生產實（shí）踐中取得了一定的研究成果，但由於研究（jiū）工作時間短暫及缺少實踐操作，立式銑床精（jīng）加工深槽方法的研究仍然存在著許多不足之（zhī）處（chù），有待於進一步研究（jiū）和完善。

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