一種加工中心用工作臺交換裝置*

汪玉平 張安清 何愛軍

(安陽鑫盛機床股份有限公司，河南安陽455000)

目前，帶工作臺交換裝置的加工中心大都采用傳統的下置式交換裝置。由于下置式交換裝置的抬起落下和旋轉驅動機構安裝在交換托架下部，占去了工作臺移動部件支承導軌、驅動絲杠的防護位置，為了導軌、絲杠的防護，而采用加大工作臺移動部件支承導軌跨距、絲杠兩側布置、對稱驅動、雙側防護的結構，具體如圖1、圖2所示。讓開下置交換裝置的驅動機構，會造成工作臺移動部件支承導軌跨距大、長寬比不合理、絲杠兩側雙驅、機械電氣結構復雜、兩側防護、運動阻力大、故障率高、交換裝置的抬起落下和旋轉驅動機構在工作臺下部維修困難等缺陷。為了克服上述缺陷，我們在開發立式車銑復合加工中心交換裝置時，制定了如圖3所示框式上置交換裝置，使導軌、絲杠可集中布置，使用單一防護，不但結構簡單，而且維修方便。

框式上置交換裝置的具體結構為:吊裝支架37通過螺釘、圓錐銷固定在交換工作臺底座1上，通過吊裝橫梁32將兩吊裝支架37連接，形成框式吊裝結構，為吊裝機構提供高剛性基礎。液壓缸座18由螺釘固定在吊裝橫梁32上，液壓缸20通過轉軸19與液壓缸座18相連，形成上下運動的吊裝裝置。工作臺支架43、固定軸30、大齒輪24通過螺釘固定在一起，形成交換裝置支承體，其上下運動通過連接桿22、轉軸21與吊裝裝置液壓缸20連接，由液壓缸20控制。上下運動導向由安裝在交換工作臺底座1上的導向座35、導向固定套42、導向軸41組成。導向軸41由壓蓋44固定在工作臺支架43上。密封圈17用于密封連接桿22與蓋23之間的間隙。2個圓錐滾子軸承26、40，經鎖緊螺母25固定在固定軸30上。交換運動由旋轉交換架29旋轉來完成。即，由伺服電動機33帶動安裝在蓋23上的減速機34旋轉，使通過擋圈39固定在減速機34上的小齒輪38繞大齒輪24旋轉，帶動蓋23旋轉。由于蓋23通過螺釘、圓錐銷釘固定在旋轉交換架29上，因而最終帶動旋轉交換架29旋轉，旋轉角度由伺服電動機33通過數控系統和編碼器控制。旋轉交換架29的左右回轉極限，由固定在工作臺支架43上的定位塊45和固定在旋轉交換架29上的限位支承46、限位塊47完成。2個工作臺14分別放置在旋轉交換架29兩端，交換時旋轉交換架29抬起，安裝在旋轉交換架29上的4個定位銷28，插入安裝在工作臺14上的4個定位套27中，將工作臺14托起;由于定位銷28的定位，防止了工作臺14在旋轉過程中甩出，同時保證其精確定位，旋轉到另一工位時能夠順利落下。工作臺14在移動工位，由移動工位轉臺上的4個定位鎖緊銷16定位并鎖緊，隨移動工位轉臺運動，進行加工;在上料工位，工作臺14為了上下裝夾、拆卸工件方便，安裝在回轉座13上的工作臺14，可隨回轉座13旋轉。具體結構為回轉座13固定在回轉軸2上，形成一體，通過圓錐滾子軸承3、15，由鎖緊螺母31固定在上料工作臺底座4上，上料工作臺底座4安裝在交換工作臺底座1上，在上料工位形成回轉體。同時，為工作臺14換位時4個定位銷28能夠準確插入4個定位套27中，上料工作臺底座4上增設了定位裝置，定位由插銷9插入回轉座13上的襯套12中實現。插銷9向上運動，由壓縮彈簧10托起，壓蓋11控制最高限位;插銷9向下運動，由端蓋5、球頭手柄6、偏心軸7、襯套8組成的偏心拉動機構帶動;當球頭手柄6轉動時，通過銷釘連接的偏心軸7也隨之轉動，插入插銷9下端槽部偏心軸部分，推動插銷9運動，實現回轉座13的定位和回轉。回轉座13是處于定位還是回轉，由球頭手柄6處在標牌36的位置顯示。整個工作臺交換機構，完成了工作臺14的抬起、回轉交換、落下和上料工位回轉調整定位功能。由于整個交換機構設計在上部，不但維修方便，而且下部空出，使工作臺移動部件支承導軌、絲杠及其防護可以集中設計在空出部位，克服了下置交換裝置的諸多缺點。

該工作臺交換裝置在我公司立式車銑復合加工中心上使用，經過用戶驗證，運轉可靠，性能穩定，能夠滿足要求。

［1］金振華.組合機床及其調整與使用［M］.北京:機械工業出版社，1990.

［2］汪興橋.機械設計手冊［M］.北京:機械工業出版社，1986.