数控大直径内螺纹磨床的设计开发.pdf

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1、精密制造与自动化2011年第4期◇◇313设计与开发i数控大直径内螺纹磨床的设计开发朱洁瑾肖建军王军(1．上海理工大学机械工程学院上海200093：2．上海机床厂有限公司上海200093)摘要针对锻压机连杆内螺纹长度长、螺距大等特点，详细介绍了大型数控专用内螺纹磨床的规格参数和研制过程。重点分析了该机床主要零部件的设计思路和结构特点。针对内螺纹磨具的静态及动态模型进行了有限元分析，为优化结构及减少振动提供了有效途径。根据用户的使用情况和信息反馈表明，该机床的设计可靠性及安全性是成功的，并据此为其他大型数控内螺纹磨床的方案设计提

2、供参考。关键词大型内螺纹磨床螺距内螺纹磨具砂轮修整器锻压机连杆内螺纹的生产中，由于其重量重，长度长，连杆上三角螺纹的螺距大，一般都是采用车削加工，这样加工出来的螺纹表面粗糙，螺距间的间隙也大，安装使用后直接影响到锻压机的传动效率及使用寿命。为了满足工业生产的需要，上海机床厂有限公司研制了H405一AB数控专用内螺纹磨床。1H405-AB数控专用内螺纹磨床介绍H405一AB型数控专用内螺纹磨床(如图1所图111405．AB数控专用内螺纹磨床示)适用于单头螺纹工件的磨削。机床采用工作台作纵向往复运动，磨头作横向进给运动的基本传动最

3、大工件回转直径×最大工件安装长度方式，磨头进给导轨、导轨底座、横向进给机构等650nllrl~l000rain横向跨在工作台床身导轨的右上方，磨具拖板、磨中心高750mill具及磨具驱动电动机安置在进给导轨的上部，操作最大工件回转直径650mln位置设在磨头正前方，磨头横向进给及砂轮修整进在中心架上可磨削直径范围100"-'350mill给采用数控。机床采用FANUC二轴数控系统，分最大工件安装长度1000mm别控制磨头横向进给及砂轮修整器的进给。砂轮主最大工件质量800kg轴传动电动机采用交流变频电动机，用变频器控制磨削内螺

4、纹直径范围50-'-'200mln其转速变化范围。头架电动机采用永磁宽调速直流最大磨削深度500mm电动机(降速比为I：100)经一副蜗杆蜗轮降速至螺距2～l2ITIII1工件旋转。磨头横向进给，砂轮修整器进给均采用头数1滚珠丝杆和直线导轨副传动；工作台采用了滚柱框齿型角60。士5。式滚动导轨。砂轮转速240010000r／min1．1机床主要技术规格参数头架转速2"--'60r／min主要规格最大工作台纵向移动量1000mm27精密制造与自动化2011年第4期最大磨轮架丝杆行程380mm行工件的安装和校正。磨轮架快速进退量2

5、50mm主轴后端的滑移齿轮在和齿轮啮合时，带动螺最大砂轮修整器丝杆行程40mm距交换齿轮，再经惰轮传至与工作台母丝杆相连的砂轮尺寸(外圆直径×宽度×内圆直径)齿轮，带动工作台和头架一起做相应的螺旋运动。50mm~8innlx16m／n螺距交换挂轮可通过打开头架后门来更换。80rnlTl~13mm~201TI1TI头架内的润滑方式为浸入式，挂轮的润滑方式125nl／rl~13mmx32lrlnl为滴油式。任意段内螺纹精度6H2)工作台表面粗糙度R0．8um工作台运动(如图3所示)是由头架上的电机1．2机床控制系统驱动螺距交换齿轮

6、，转动行程丝杆使工作台沿着床H405一AB型数控专用内螺纹磨床电气系统采身导轨做纵向移动的，移动撞块可调整工作台行用日本FANUC公司生产的0i-MATE二轴数控系程。机床行程丝杆螺母固定在床身上，因此在起吊统，磨具拖板横向进给移动为轴，砂轮修整器进工作台前，先移动工作台使螺母移至近丝杆支承或给为z轴，轴z轴由伺服电机的编码器形成半闭支承处(以免丝杆负重弯曲而损坏精度，然后拆去环控制。一个固紧螺钉，校正尺杠杆和固定在床身上对线用1．3机床主要部件结构的蜗杆)方可进行起吊，起吊时要严格注意使工作1)头架台水平。在调整校正尺时，应

7、该按照校正尺上的头架(如图2所示)分为上下两层，下层的6标牌进行调整。个M16的螺栓紧固在工作台上，和工作台一起作离合器花盘承蜗杆轴移动撞块校正尺杠杆图3工作台结构3)磨具图2头架结构该机床配置两种磨具分别用于大、小内螺纹磨削，磨具(如图4所示)主轴前后端采用FAG高精纵向往复运动。头架采用直流电动机驱动，电动机装在头架体壳顶部，电动机的旋转运动通过皮带轮和三角带传至蜗杆轴，当扳动手柄轴，离合器和蜗轮啮合时，则通过离合器上与主轴相连的键把旋转运动传到花盘，带动固定在花盘上的工件作旋转运动；当扳动手柄轴反向时，离合器和蜗轮脱开时

8、，因蜗轮上装有密集滚珠轴承，则蜗轮在头架主图4磨具结构轴上做空转，可实现工件不加工状态的快速进退；当同时脱开手柄轴时，可手动旋转花盘，进度角接触滚动轴承支撑。砂轮由交流变频电动机28朱洁瑾等数控大直径内螺纹磨床的设计开发驱动，皮带直接传动，通过进口交流变频器实现砂金刚笔的行程