液壓鏜車機構(gòu)的改造

■濟柴聊城機械有限公司 （山東聊城 252000） 劉廣強

液壓鏜車機構(gòu)的改造

■濟柴聊城機械有限公司 （山東聊城 252000） 劉廣強

摘要：普通機床的改進需考慮多方面的因素，缺一不可，其中機構(gòu)的改造性價比及精度的提升可作為是否成功的標志。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原理，在新時期融進新工藝加以改進是提升設(shè)備改造質(zhì)量的保證。

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

1. 設(shè)備存在的問題及改進的方向

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

由于有橫向鏜車功能，加工機體缸孔直徑時，可以對進出口直徑兩端面進行倒角加工，不過液壓動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不到圖樣要求。建設(shè)恒溫車間等措施可以消除部分溫度影響，但投資較大；而對傳動機構(gòu)進行改進，改變進給方式，變液壓缸的直線活塞傳動為精密絲杠的直線螺旋運動，采用目前成熟的數(shù)控伺服控制技術(shù)進行改造，可以將加工精度提升一個質(zhì)量等級，投資相對來說較小。

2. 改造前后結(jié)構(gòu)的變化

改造前鏜車頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，前端依靠液壓缸實現(xiàn)前后進給，傳動終端靠橫切齒條的傳動實現(xiàn)鏜車功能。由于推力軸承結(jié)構(gòu)的存在，鏜車頭旋轉(zhuǎn)時，不影響橫向鏜車動作的實現(xiàn)。

圖1

圖2

改進后，原缸孔之間的距離利用精密滾珠絲杠伺服電動機控制，計作X軸，公差控制在0～0.02mm內(nèi)，原液壓滑臺進給與鏜車動作分成兩個獨立的運動軸系，將原液壓缸進給改為伺服電動機單獨控制，計作Y軸，而原橫向鏜車動作改用FFZD3205-4-P4精密滾珠絲杠結(jié)構(gòu)如圖3所示，計作B軸，二者都脫離了液壓控制，機械傳動鏈的精度對溫度的依賴性減弱，考慮到普通電動機仍具有一定的變頻可控制性，鏜車主軸仍由原普通三相異步電動機控制主軸旋轉(zhuǎn)，但改為臺達變頻控制，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)成功地將電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線螺旋運動，利用推力軸承將鏜

頭的旋轉(zhuǎn)運動與鏜車運動脫離，在絲杠螺母座處制作了防止相對轉(zhuǎn)動定位導(dǎo)向塊，避免了由于螺母的相對轉(zhuǎn)動導(dǎo)致的直線傳動的位置度失真問題。同時，由于傳動終端采用雙齒條進行消隙，整個鏜車動作傳動鏈反向間隙維持在0.02～0.04mm，利用數(shù)控系統(tǒng)補償功能進行補償后，機床的橫向鏜車重復(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

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

參考文獻：

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

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

收稿日期：（20150225）