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试谈数控机床,加工中心的结构设计

MW35.com 2008-8-1

近年来国内外研究出了一些新的贴塑导轨,这种导轨材料是:底基为0.8普通含锰低碳钢带、厚度1~2mm,钢带上烧结一层0.2mm的ZQSn10-1高锡青铜珠、厚度约0.3mm,再压上一层0.02~0.04mm。

厚的聚四氟乙烯(F-4)和二硫化钼混合粉末。并做成软带状。国外生产的以美国霞板(Shamoan)公司的Turcite-B应用最广。我国广州机床研究所的TSF导轨软带,也基本上赶上。摩擦系数与速度曲线见图2,我厂在THM6340型卧式加工中心和立式加工中心上使用,情况良好,保证了机床定位精度±3~5μm的水平。

(3)移动件来回移动时倾侧力矩最小的原则 为了提高移动件来回移动的重复精度,要求驱动件安排在导轨跨距的中间,牵引力在两导轨摩擦力的合力附近(图3)。根据我厂应用,配合导轨贴塑,重复定位精度可达±1μm。

(4)导轨全封闭贴合原则 为了承受X、Y、Z三个方向力量和倾侧力矩的影响,加工中心等机床导轨必须设计成上下左右全封闭(图3)。这种结构已被多种加工中心和数控机床所采用。

图4a是原来常用连接方式,用双平键1、2传动。图4b是整体式胀套连接,优点是结构简单、径向尺寸小、精度高。缺点是调整时要增加紧固螺钉3、盖板4和套,不够方便,松开也较困难。而且套的胀开是靠锥面,压紧时内套缩小,外套胀大,由于两个锥套圈没有开口,变形量只能在0.05~0.1mm之间,而且胀紧力的均匀性与两锥面的接触情况有关,不易达到固紧力。如用开口式,固紧力虽大但精度较低。夹紧力的调整变动过程情况见图5。

目前又发展了一种图4c双锥胀紧圈式。由于内外两圈都有开口,夹紧力较大。夹紧时只要紧固螺钉按120°三点进行均匀夹紧,在螺钉多时对零件的精度影响较小,松开后,可把整个圈成组取出。目前数控机床和加工中心上使用较多。其能承受切削力的大小,与下式中尺寸有关。

以Z2(类型)38(内径)×63(外径)C40-2(标准编号),14个紧固螺钉M6×18为例:

承受额定负荷:轴向力Ft=46kN;扭矩Mt=0.88 kN*m。胀圈与轴结合面上的压力Pf=185N/mm2(此处Pf仅与图4c结构有关,而图5中Pf又只与图4b结构有关,两者不一致)。螺钉的拧紧力矩MA为14N*m。当固紧力不足时,可增加胀圈个数,其增加的负荷系数为2个m=1.8;3个m=2.7。

由于胀圈套有较大的胀紧力,空心轴的壁厚就不能太薄,应满足以免变形增加,影响精度。式中:d为胀圈内径,mm;σs为空心轴的屈服极限,N/mm2;C为系数,当用一个胀套时为0.6,两个时为0.8。目前国内江苏省靖江县机床附件厂生产,值得推广。

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