AF160r自動(dòng)鏜床滑枕撓曲變形原因分析及補(bǔ)償方法研究

摘 要：本文是總結(jié)了滑枕式落地銑鏜床滑枕補(bǔ)償形式，并結(jié)合介紹我廠AF160r自動(dòng)滑枕式落地銑鏜床補(bǔ)償方法，系統(tǒng)分析了滑枕撓性補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ瑔柦窈蟮募夹g(shù)改進(jìn)提供一定參考。

關(guān)鍵詞：銑鏜床;滑枕;撓性補(bǔ)償

滑枕式落地銑鏜床在使用過程中，滑枕的撓性變形是此類機(jī)床的研究課題。我廠的AF160r落地自動(dòng)銑鏜床就采用了這種結(jié)構(gòu)形式。落地?cái)?shù)控銑鏜床在制造中，它的鏜桿在滑枕里移動(dòng)，銑鏜軸滑枕在主軸箱里移動(dòng)，它從主軸箱中一般都伸出較大的距離，最大伸長可達(dá)到一米以上，而且更大型號(hào)的落地鏜產(chǎn)品上，這個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)更大，在使用過程中就會(huì)由于剛性不足而產(chǎn)生撓性變形，這就使主軸剛性較差，造成加工誤差，從而降低了機(jī)床的精度，使達(dá)不到產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。

1 滑枕撓曲變形原因分析

落地鏜滑枕及主軸是落地鏜的關(guān)鍵部件，是區(qū)別于其他機(jī)床特點(diǎn)的重要部件。在理想狀態(tài)下主軸伸出靜止時(shí)，由于自然重力和鋼鐵自身的撓性，滑枕與主軸自然會(huì)產(chǎn)生撓曲變形。隨著伸出距離的加大，這種撓曲變形也隨之加大。從經(jīng)驗(yàn)上和用ANSYS有限元分析結(jié)果來看，主軸伸出一米，主軸自然下垂0.08毫米。而主軸的回轉(zhuǎn)時(shí)，加之離心力作用其距回轉(zhuǎn)軸線距離還會(huì)加大。還有就是在滑枕制造、裝配過程中的制造誤差，所以這種變形和誤差是多方面原因構(gòu)成的。滑枕和主軸的誤差可由以下三種原因造成，徑向跳動(dòng)、角度擺動(dòng)和軸向竄動(dòng)。落地銑鏜床滑枕的三維模型圖。

2 撓曲補(bǔ)償方式

2.1 常用補(bǔ)償方式

在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐過程中，為了解決以上問題，我們常常用一些機(jī)床輔助機(jī)構(gòu)來提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度，設(shè)計(jì)、裝配中采取的措施有：為主軸滑枕設(shè)計(jì)加強(qiáng)拉桿，對(duì)機(jī)床主軸組軸承進(jìn)行預(yù)緊，增加剛性，安裝支承套，配置多油楔動(dòng)壓軸承，或提高主軸滑枕本身的接觸剛度，如采用靜壓軸承，弱化主軸軸頸與軸瓦的制造誤差所帶來的影響，改善主軸與滑枕的配合精度，預(yù)加載荷消除軸承間的間隙，使?jié)L動(dòng)軸承產(chǎn)生微量彈性變形來提高主軸的回轉(zhuǎn)精度、使用壽命和剛度等，并結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，采用一種實(shí)用、經(jīng)濟(jì)，并能提高主軸零件剛度的預(yù)載荷結(jié)構(gòu)，并已經(jīng)在生產(chǎn)中應(yīng)用，該結(jié)構(gòu)不僅可以減少間隙，提高剛性，也使主軸接觸表面之間輕微預(yù)變形，提高了滑枕的剛度，從而對(duì)提高零件的加工精度和表面質(zhì)量起到了很好的保證效果。[1]除此之外還有油缸拉桿補(bǔ)償?shù)确椒ā?/p>

2.2 變形調(diào)整方法

以上方法基本都需要相對(duì)復(fù)雜的數(shù)控系統(tǒng)和一些機(jī)械部件，但由于我廠的AF160r產(chǎn)品定位為自動(dòng)滑枕式落地銑鏜床，該機(jī)床屬于經(jīng)濟(jì)型機(jī)床，如按通用的補(bǔ)償方法這將大大增加成本，故我們采用了一種裝配的調(diào)整方法，將立柱齊頭和基面刮研結(jié)合起來，將滑枕的變形量由抬頭量中和。首先測量出撓曲量曲線，連接首尾兩點(diǎn)，在曲線最高點(diǎn)處做此線的平行線，此二直線的距離基本可以認(rèn)為是最佳調(diào)整量的二倍，按此數(shù)據(jù)調(diào)整主軸箱抬頭量，這樣就中和了滑枕撓曲量。在實(shí)際裝配過程中，調(diào)整范圍基本可以達(dá)到0.05～0.10mm。

3 結(jié)論

該滑枕自重變形調(diào)整方法雖增加部分裝配過程，但其結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)性好，在本產(chǎn)品AF160r經(jīng)濟(jì)型自動(dòng)鏜上應(yīng)用效果明顯，雖然調(diào)整上需要一定時(shí)間，但此結(jié)構(gòu)大大提高了主軸剛性，用戶使用良好，希望本文能對(duì)讀者在鏜床滑枕設(shè)計(jì)中有所啟發(fā)。。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡有杰，陸義南.大型銑鏜床主軸滑枕變形分析與改進(jìn)方法[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2008（03）：127-128.

[2]《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組.機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.

[3]王一楠.基于ANSYS的一款臥式銑鏜床下滑座有限元分析與研究[A].中共沈陽市委、沈陽市人民政府.第十四屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C].中共沈陽市委、沈陽市人民政府：沈陽市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，2017：4.

作者簡介：崔瑤（1987-），女，工程師，主要從事立式加工中心和臥式銑鏜床的設(shè)計(jì)、工藝等方面工作。