高精度数控立车双平衡油缸结构刀架的研究-论文.pdf

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1、设计与研究Des．嚼nandR测呦高精度数控立车双平衡油缸结构刀架的研究赵海东高大伟(齐重数控装备股份有限公司，黑龙江齐齐哈尔161005)摘要：高精度数控立车双平衡油缸结构刀架通过合理的结构布局，使刀架滑枕弯曲变形降低到最小。驱动刚度增大，从而提高了刀架位置精度，而且具有结构紧凑、安装方便、噪声小等特点。关键词：数控立式车床；刀架，I双油缸；高精度中图分类号：TG519．1文献标识码：AHighprecisionCNCverticallathedoublebalancecylinderheads

2、tructureresearchZHAOHaidong，GAODawei(HeilongjiangQiqiharHeavyCNCEquipmentCo．，Ltd．，Qiqihaer161005，CHN)Abstract：HighprecisionCNCverticallathedoublebalancecylinderheadstructurebyreasonablestructurelayout，thetoolpostbendingdeformationtoreducetoaminimum，dr

3、ivestiffnessincreases，thusraisestheheadpositionprecision，andhascompactstructure，convenientinstallationandlownoise．Keywords：CNCverticallathe；toolholder；doubleoilcylinder；highprecision．伴随着我国舰船、军工、工程机械、电力等技术领成果内容隶属于“HDVTMl60xlO／8L—MC高档立式铣域水平的快速升级，国内的装备制造

4、业对数控立车的车复合加工中心”国家重大专项项目。精度要求也越来越高，尤其是对于车削刀架的各项几该刀架所采取的技术方案如图1所示，刀架驱动何高精度要求已经成为高精度立车的重点问题。目前装置采用两个直径相等的平衡油缸2、4对称布置在车国内外知名厂家的立车垂直刀架采用的结构是采用刀削刀架滑枕3的左右两侧的油缸支架1上，油缸支架架一侧为平衡油缸，平衡油缸一端固定在刀架滑座上，l与车削刀架滑枕3及回转滑座13连接，通过平衡油一端固定在滑枕上，通过液压控制，可平衡滑枕70％缸2、4可以完全平衡车削刀架滑枕3的

5、重量，且保证左右的重量；另一侧为垂直进给机构，垂直进给机构是车削刀架滑枕3不产生弯曲变形；在车床刀架滑枕3由滚珠丝杠、进给箱和伺服电动机组成，滚珠丝杠两端的后侧，垂直进给伺服电动机5及减速器6通过减速固定在滑枕上，电动机通过垂直进给箱降速带动丝母器支架12与回转滑座13连接，滚珠丝杠副9通过滚旋转，从而驱动滑枕作进给运动。此种结构在使用过珠丝杠副支架10与车削刀架滑枕3连接。为提高滚程中，存在以下不足：珠丝杠副9刚度，需要滚珠丝杠副9进行预拉伸。方(1)电动机通过进给箱降速带动丝母旋转，由于法如下

6、：首先滚珠丝杠副9由锁紧螺母8固定在减速传动链较长，而且齿轮制造精度差，造成刀架反向间器支架12上，并通过滚珠丝杠副支架10与刀架滑枕隙大，位置精度难以达到要求，并且垂直进给箱传动3固定连接，调节滚珠丝杠副按滚珠丝杠样本要求进噪声大。行预拉伸；最后，经预紧螺母11预拉伸过的滚珠丝杠(2)平衡油缸在平衡滑枕重量的同时，因为只安副9通过联轴节7与减速器6连接。装在滑枕的一侧，在平衡时对滑枕产生附加的倾覆力此刀架结构优点如下：矩，使滑枕有一定的弯曲变形，影响滑枕的精度。(1)通过进给电动机加外购行星小背

7、隙减速器与(3)丝杠安装在滑枕上，滚珠丝杠在进行预拉伸滚珠丝杠直联结构，实现了传动结构简单可靠，安装方产生的预紧反力作用于滑枕，对滑枕自身的受力状态便，大大提高了刀架位置精度，降低了传动噪声。有不利的影响。(2)通过平衡油缸对称布置在滑枕两侧结构，在为了提高车削刀架的各项几何精度，解决上述难平衡滑枕重力时，使两侧受力大小相等，方向相同，两题，笔者公司进行了大量的研究和试验，终于成功地自侧弯曲力矩相互抵消，解决了单侧平衡产生的附加倾主研发制造了此双平衡油缸平衡结构的垂直刀架。该覆力矩使滑枕弯曲变形而

8、影响精度的难题。·92·固桨等等R，‘u。_}■‘MDes啪andResearCh设计与研究／一(3)通过垂直进给直联结构，使滚珠丝杠两端固鹭定在滑座上，丝母安装在丝母支架上，通过丝母旋转带j，l动滑枕作垂直进给运动，消除了丝杠预拉伸对滑枕产生的弯曲变形影响。销(4)消除了垂直进给箱对滑枕行程的影响，缩短了滑枕的长度，减小了垂直刀架的重量。高精度数控立车双平衡油缸结构刀架通过合理的结构布局，使刀架滑枕弯曲变形降低到最小，驱动刚度j[]r]_丁，，／增大，从而提高了刀架位置精度，而且