旋轉接頭在臥式加工中心夾具用油中的應用實踐和分析

劉 博 李志丹

(沈陽機床股份有限公司，遼寧 沈陽 110141)

隨著金屬工件加工技術的不斷發展，流水線式生產的中小工件批量加工越來越多，這就要求機床的加工效率不斷提高。HMC63e型臥式加工中心，配有分度工作臺或者數控回轉工作臺，適合于工件多面的銑、鉆、鏜、鉸、攻絲、兩維、三維曲面等多工序加工，還配備交換臺站，兩個工作臺板分別在加工區和前工位交替工作，在對加工區工作臺板上的工件進行加工的同時，可對前工位工作臺板上的工件進行裝卸，大大縮短工作節拍，提高工作效率。在對機床結構優化的同時，液壓夾具也是不可缺少的，其具有夾緊力大、占用空間小和易于實現電氣自動化控制等優點。以往夾具用油是通過工作臺芯軸經過工作臺板供給到夾具內，但受工作臺內部空間的限制而導致液壓油路的數量有限，因此，設計研制了新型旋轉接頭，用于臥式加工中心夾具供油，油路數量不足的問題迎刃而解。

1 回轉工作臺中心出油

對于雙交換回轉工作臺，工作臺的結構如圖1所示，工作臺底座通過滑塊在線軌上沿Z軸移動，轉盤通過蝸輪蝸桿機構相對底座轉動，工作臺板通過錐座與轉盤固定和分離。當工作臺板上的夾具需要液壓油或者壓縮空氣時，則在轉臺芯軸內部打孔，在臺面尺寸為630 mm×630 mm的轉臺上，芯軸外徑為158 mm，在這個芯軸內部最多可以加工出8個通油孔A～H，如圖2所示，這樣嚴重限制了液壓夾具油路數量的使用，減小了機床的應用范圍。

對于雙交換工作臺，還要在臺板與轉盤結合處安裝自動密封接頭，以防止在臺板與轉盤分離時發生油液泄漏，而且當工作臺板交換時，加工區內的切屑很容易落在接頭上，當臺板交換后就會造成接頭損壞。這種接頭的采購成本非常高，一個接頭單價將近1萬元，也就是說液壓夾具需要的油路每增加一個，制造成本就要增加1萬多元，這對于投標及后期維護都非常不利。

2 新型旋轉接頭

為解決臥式加工中心工作臺中心出油難以滿足夾具更多油路需求的現狀，設計研制了新型旋轉接頭，用另一種給液壓夾具供油的方式滿足多油路需求。如圖3所示，旋轉接頭主要由底座、轉盤、軸承、密封圈、隔套、卡圈和蓋板構成，液壓站提供的液壓油經過轉盤進入旋轉接頭內，在有雙邊密封的槽溝進入底座，再通過底座內部孔系接入液壓夾具上，轉盤固定在機床的外防護間上，底座安裝在液壓夾具上隨著回轉工作臺一起旋轉工作。

如圖4所示，轉盤外徑D=190 mm,內徑d=125.5 mm，高度H=280 mm，在體上打通2列共12個φ6mm通油孔，配管接口尺寸為Rc1/4，分別與相配合的底座上的溝槽相對應，這種12通路的旋轉接頭可以供6進6出的液壓夾具使用，由于采用聚四氟乙烯密封環與全氟醚橡膠O型圈組合密封，且與密封圈配合的底座與轉盤表面均采用研磨和硬質鍍鉻處理，超精加工，具有卓越的密封性能和耐久性，此油路也可用于氣壓回路和切削液回路，滿足夾具的所有工作需求。

經實際生產實驗證明，如圖5所示，此旋轉接頭最高使用壓力達25 MPa，允許轉速80 r/min，使用環境溫度0～70 ℃，滿足機床正常工作時的所有工況參數，使用簡單方便。

在此12通路旋轉接頭研制的基礎上，適當增加旋轉接頭的直徑和高度，優化內部結構，可以做到16通路，可以滿足絕大多數液壓夾具的工作需要，相比較工作臺中心出油方式增加油路的成本，旋轉接頭增加油路需要的成本要低很多。

3 結語

通過對HMC63e型臥式加工中心液壓夾具供油方式的改進設計，以旋轉接頭替代工作臺中心出油的方式，解決了液壓油路數量不足的缺陷，減少了機床制造成本和后期維護成本，降低了因自動密封接頭損壞造成的故障率，提高了機床的可靠性和應用范圍，經現場應用驗證，是一種經濟安全又簡單可靠的優選方式。