■濟(jì)柴聊城機(jī)械有限公司 （山東聊城 252000） 劉廣強(qiáng)

液壓鏜車(chē)機(jī)構(gòu)的改造

■濟(jì)柴聊城機(jī)械有限公司 （山東聊城 252000） 劉廣強(qiáng)

摘要：普通機(jī)床的改進(jìn)需考慮多方面的因素，缺一不可，其中機(jī)構(gòu)的改造性?xún)r(jià)比及精度的提升可作為是否成功的標(biāo)志。任何技術(shù)手段都有一定的局限性及優(yōu)越性，辯證地分析以往的傳動(dòng)原理，在新時(shí)期融進(jìn)新工藝加以改進(jìn)是提升設(shè)備改造質(zhì)量的保證。

大型柴油機(jī)是我公司加工的一傳統(tǒng)產(chǎn)品，原缸孔直徑加工機(jī)床為一普通的鏜車(chē)組合機(jī)床，加工效率較低，為提升加工精度及品質(zhì)，公司對(duì)原加工設(shè)備進(jìn)行了重新評(píng)估。

1. 設(shè)備存在的問(wèn)題及改進(jìn)的方向

設(shè)備改造前側(cè)面有兩臺(tái)液壓鏜車(chē)頭，聯(lián)接一大型機(jī)械滑臺(tái)組成床身，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由于有橫向鏜車(chē)功能，加工機(jī)體缸孔直徑時(shí)，可以對(duì)進(jìn)出口直徑兩端面進(jìn)行倒角加工，不過(guò)液壓動(dòng)作受油溫等因素影響較大，尺寸控制很不穩(wěn)定，加工的表面粗糙度不好，倒角效果不理想，缸孔的上缸帶倒角及下缸帶倒角達(dá)不到圖樣要求。建設(shè)恒溫車(chē)間等措施可以消除部分溫度影響，但投資較大；而對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，改變進(jìn)給方式，變液壓缸的直線活塞傳動(dòng)為精密絲杠的直線螺旋運(yùn)動(dòng)，采用目前成熟的數(shù)控伺服控制技術(shù)進(jìn)行改造，可以將加工精度提升一個(gè)質(zhì)量等級(jí)，投資相對(duì)來(lái)說(shuō)較小。

2. 改造前后結(jié)構(gòu)的變化

改造前鏜車(chē)頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，前端依靠液壓缸實(shí)現(xiàn)前后進(jìn)給，傳動(dòng)終端靠橫切齒條的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)鏜車(chē)功能。由于推力軸承結(jié)構(gòu)的存在，鏜車(chē)頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，不影響橫向鏜車(chē)動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)。

圖1

圖2

改進(jìn)后，原缸孔之間的距離利用精密滾珠絲杠伺服電動(dòng)機(jī)控制，計(jì)作X軸，公差控制在0～0.02mm內(nèi)，原液壓滑臺(tái)進(jìn)給與鏜車(chē)動(dòng)作分成兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)軸系，將原液壓缸進(jìn)給改為伺服電動(dòng)機(jī)單獨(dú)控制，計(jì)作Y軸，而原橫向鏜車(chē)動(dòng)作改用FFZD3205-4-P4精密滾珠絲杠結(jié)構(gòu)如圖3所示，計(jì)作B軸，二者都脫離了液壓控制，機(jī)械傳動(dòng)鏈的精度對(duì)溫度的依賴(lài)性減弱，考慮到普通電動(dòng)機(jī)仍具有一定的變頻可控制性，鏜車(chē)主軸仍由原普通三相異步電動(dòng)機(jī)控制主軸旋轉(zhuǎn)，但改為臺(tái)達(dá)變頻控制，使主軸轉(zhuǎn)速更靈活，有利于匹配合適的轉(zhuǎn)速。絲杠支撐安裝方式如圖4所示，該結(jié)構(gòu)成功地將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線螺旋運(yùn)動(dòng)，利用推力軸承將鏜

頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與鏜車(chē)運(yùn)動(dòng)脫離，在絲杠螺母座處制作了防止相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)定位導(dǎo)向塊，避免了由于螺母的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致的直線傳動(dòng)的位置度失真問(wèn)題。同時(shí)，由于傳動(dòng)終端采用雙齒條進(jìn)行消隙，整個(gè)鏜車(chē)動(dòng)作傳動(dòng)鏈反向間隙維持在0.02～0.04mm，利用數(shù)控系統(tǒng)補(bǔ)償功能進(jìn)行補(bǔ)償后，機(jī)床的橫向鏜車(chē)重復(fù)定位精度維持在0.005mm內(nèi)。

圖3

圖4　齒輪齒條嚙合示意圖

3. 結(jié)語(yǔ)

機(jī)床改進(jìn)后，機(jī)體缸孔加工質(zhì)量明顯提高，倒角尺寸控制在0.02mm內(nèi)，機(jī)床使用至今尺寸穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)改造取得成功。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉文娟，姜晶. 金屬切削機(jī)床[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

[2] 張發(fā)軍. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2013.

收稿日期：（20150225）