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基于傳統(tǒng)模式下的新型動力刀座設(shè)計與研究

2019-02-03 09:32閆佳兵
科技風(fēng) 2019年25期
關(guān)鍵詞:底座機床精度

摘 要:目前用于車床和銑床的動力刀座組件主要包括外殼、驅(qū)動裝置、主動軸和多個主軸,其中外殼主要由側(cè)板和端板組裝而成,形成了腔體形式的外殼,容易降低動力刀座的整體剛性,并且在操作期間容易產(chǎn)生振動,導(dǎo)致車床和銑床的切屑精度降低,另外主軸的速度無法提升,并且由于是腔體形式的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致缺少支撐力,刀具容易磨損,這都會給使用者帶來損失。由此設(shè)計了一種由驅(qū)動裝置、箱體和底座組成的新型動力刀座裝置,該刀座結(jié)構(gòu)簡單、整體結(jié)構(gòu)強度高、安裝及拆卸方便、成本低,很大程度上提高了加工效率與精度。

關(guān)鍵詞:機床;動力刀座;精度;底座

一、背景技術(shù)

隨著數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用,特種機床,組合機床及其通用部件的數(shù)控率也在不斷提高,然而,目前在車床和銑床中使用的動力刀座組件大多數(shù)是腔體的形式,容易導(dǎo)致動力刀座整體剛性較差,在工作的過程中容易產(chǎn)生震動,導(dǎo)致車銑機床的切屑精度降低,此外主軸的轉(zhuǎn)速提不上去,并且由于是腔體形式的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致缺少支撐力,刀具容易磨損,這都會給使用者帶來損失。

二、基本設(shè)計思路

針對上述問題,我們設(shè)計發(fā)明了本實用新型動力刀座裝置,要解決的技術(shù)問題是為企業(yè)實際生產(chǎn)提供新型結(jié)構(gòu)簡單,整體結(jié)構(gòu)強度高,安裝及拆卸方便,成本低,降低振動幅度,增加整體的工作精度,適用范圍廣,使用壽命長,具有安全可靠作用的新型動裝刀座裝置。

與傳統(tǒng)動力刀座裝置相比該裝置主要由以下三個部分組成:驅(qū)動裝置、箱體和底座。使用時,通過所設(shè)的底座,并在底座上開設(shè)安裝螺孔,可方便將本動力刀座裝置安裝到機架的指定位置處;通過所設(shè)的伺服電機作為動力源來帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),可使得本動力刀座裝置的整體動力穩(wěn)定;而通過在轉(zhuǎn)軸上設(shè)置的兩個主動錐齒輪和設(shè)置在主軸上的從動錐齒輪配合,可帶動主軸進行旋轉(zhuǎn);通過在底座上設(shè)置的卡槽,可方便將箱體配合到底座上;而通過在卡槽內(nèi)底部設(shè)置的第一減震墊片,可減少在使用時機架的振動對箱體的影響;通過在底座上嵌設(shè)的第二定位螺釘,可增加箱體和底座之間的連接強度;通過在固定板和箱體配合的那一面上設(shè)置第二減震墊片,可避免伺服電機在使用時所產(chǎn)生的振動對箱體的影響,從而可有效的增加本動力刀座裝置在工作時的加工精度;通過所設(shè)的軸承座和設(shè)置在軸承座內(nèi)的第一軸承,以及設(shè)置的定位桿和定位板,可對轉(zhuǎn)軸起到有效的支撐和固定作用,增加轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)時的穩(wěn)定性,避免轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)時出現(xiàn)軸心線偏離的情況發(fā)生;通過所設(shè)的軸承套,并在軸套套內(nèi)設(shè)置與主軸相配合的軸承,可增加主軸在旋轉(zhuǎn)時的穩(wěn)定性。

三、科學(xué)性先進性

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型發(fā)明在以下幾個方面都具有明顯技術(shù)優(yōu)勢:

(一)動力刀座裝置的整體動力穩(wěn)定

設(shè)置底座,并在底座上開設(shè)安裝螺孔,可方便將本動力刀座裝置安裝到機架的指定位置處,通過所設(shè)的伺服電機作為動力源來帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),提高刀座裝置的整體動力穩(wěn)定性。

(二)機架振動對箱體的影響減小

在底座上設(shè)置的卡槽,可方便將箱體配合到底座上,而通過在卡槽內(nèi)底部設(shè)置的第一減震墊片,可減少在使用時機架的振動對箱體的影響。

(三)箱體和底座之間的連接強度增大

在底座上嵌設(shè)的第二定位螺釘,可增加箱體和底座之間的連接度。

(四)加工精度提高

在固定板和箱體配合的那一面上設(shè)置第二減震墊片,可避免伺服電機在使用時所產(chǎn)生的振動對箱體的影響,從而可有效的增加本動力刀座裝置在工作時的加工精度。

(五)主軸在旋轉(zhuǎn)時的穩(wěn)定性增強

通過設(shè)置軸承座和設(shè)置在軸承座內(nèi)的第一軸承,以及設(shè)置的定位桿和定位板,可對轉(zhuǎn)軸起到有效的支撐和固定作用,增加轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)時的穩(wěn)定性,避免轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)時出現(xiàn)軸心線偏離的情況發(fā)生。通過所設(shè)的軸承套,并在軸套套內(nèi)設(shè)置與主軸相配合的軸承,可增加主軸在旋轉(zhuǎn)時的穩(wěn)定性。

四、推廣前景及市場分析

伴隨著加工件的日益復(fù)雜化、精度等級以及加工效率的提高,高結(jié)構(gòu)強度、高工作精度成為車床動力刀座裝置必備的條件,以順應(yīng)新時代加工方式的需求。

傳統(tǒng)車床動力刀座裝置外殼主要由側(cè)板和端板拼裝而成,這樣構(gòu)成腔體形式的外殼,容易導(dǎo)致動力刀座整體剛性較差,在工作的過程中容易產(chǎn)生震動,導(dǎo)致車銑機床的切屑精度降低。此外主軸的轉(zhuǎn)速提不上去,導(dǎo)致缺少支撐力,刀具容易磨損,這都會給使用者帶來損失。所以企業(yè)在原有加工基礎(chǔ)上,急需一種改進型動力刀座裝置,來降低企業(yè)生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)質(zhì)量。

(一)全球市場分析

根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示,2005年全球動力刀座市場約10億元人民幣的銷售總額,2010年銷售總額增長到約14億元人民幣,到2016年當(dāng)年銷售總額已增長到20億元人民幣左右,未來10年隨著加工產(chǎn)業(yè)的不斷升級必將帶動動力刀座市場每年以5%-10%的增長,到2026年全球市場將達到約40億元人民幣的規(guī)模。

(二)國內(nèi)市場及行業(yè)細分市場

國內(nèi)在高端精密加工領(lǐng)域起步較晚但發(fā)展很快,行業(yè)數(shù)據(jù)顯示2008年以前動力刀座市場維持在5億元人民幣左右,但2008年以后隨著國家對精密加工零件需求越來越大加快產(chǎn)業(yè)升級步伐和廣大民營企業(yè)為求企業(yè)轉(zhuǎn)型持續(xù)加大對高端精密機床的投入,動力刀座市場也呈現(xiàn)快速增長,到2016年國內(nèi)當(dāng)年動力刀座市場已達到約10億元人民幣,約占全球市場的40%。未來10年到2026年國內(nèi)動力頭市場將達到約20億元規(guī)模,屆時約占全球50%的份額。

國內(nèi)行業(yè)細分的超精密動力刀座領(lǐng)域乃至全球領(lǐng)域都尚屬空白。就目前國內(nèi)所涉及行業(yè)市場,此類超精密動力刀座至少有過千萬的市場。

參考文獻:

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[3]謝家瀛主編.組合機床設(shè)計簡明手冊[M].機械工業(yè)出版社,1994.

[4]馬仕龍,李兆維,劉春時.動力刀架的動力刀座接口研究[J].機械設(shè)計與制造,2010(12).

作者簡介:閆佳兵(1985-),男,遼寧葫蘆島人,本科,講師,研究方向:船舶動力工程技術(shù)。

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