GTM500200車銑加工中心滑枕的設(shè)計(jì)方案
滑枕的設(shè)計(jì)方案滑枕是車統(tǒng)中心非常關(guān)鍵的部件,，它帶動(dòng)刀具移動(dòng),，并給鏜,、鉆,、銑功能提供作業(yè) 動(dòng)力?；淼慕Y(jié)構(gòu)和使用性能直接關(guān)系到機(jī)床的使用性能,。目前，國內(nèi)的大型立式車銑 中心和龍門式加工中心的動(dòng)力滑枕,，多采用動(dòng)力電機(jī)和減速機(jī)外置的結(jié)構(gòu),，即將動(dòng)力電 機(jī)和減速機(jī)安裝在滑枕的頂端，再通過貫通滑枕長的細(xì)長傳動(dòng)軸傳至滑枕的下部,，再傳 至固定刀具附件頭,，由于通過細(xì)長傳動(dòng)軸傳遞動(dòng)力，輸出軸的功率、轉(zhuǎn)速和扭矩相對(duì)較 低,。這種滑枕結(jié)構(gòu)動(dòng)力電機(jī)和減速機(jī)占用滑枕殼體外空間比較大,，并且滑枕與附件頭中 還有潤滑、冷卻,、電力傳輸?shù)裙芫€,，連接時(shí)須采用手動(dòng)、半自動(dòng)連接,，自動(dòng)化程度低,， 制約了機(jī)床的作業(yè)能力。本滑枕依托德國SCHIESS公司的VMG系列產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),，結(jié)合我公司的制造 能力,，設(shè)計(jì)出來的。包括電機(jī),、變速箱,、輸出軸和與附件頭連接的機(jī)構(gòu)及管路，其特征 在于所述部件集成在滑枕殼體內(nèi),，殼上端內(nèi)置電機(jī),，減速機(jī)，輸出軸外齒輪與變速箱連 接,，變速箱下口連接較短動(dòng)力輸出軸，******輸出功率達(dá)到52KW,，扭矩達(dá)到2400Nm,， 轉(zhuǎn)速達(dá)到3150r/min;滑枕裝置殼體壁上設(shè)置冷卻、液壓,、潤滑,、氣動(dòng)、電氣管路,，滑枕 末端為各自管路離合器：動(dòng)力輸出軸與連接體相連,，連接體采用短錐定心、兩個(gè)楔形鍵 傳遞扭矩和四個(gè)機(jī)械自鎖拉緊機(jī)構(gòu),，管路及機(jī)械部件與作業(yè)部件的附件頭實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)自動(dòng) 相連,。車銑復(fù)合滑枕用于大型立式車銑中心及龍門鏜銑床上，本發(fā)明滑枕裝置的特點(diǎn)是： 在滑枕內(nèi)部集成了電主軸,、變速箱,、傳動(dòng)軸，以及液壓,、潤滑,、冷卻、氣動(dòng)管路和電氣 電纜。這種設(shè)計(jì)使滑枕結(jié)構(gòu)緊湊,，由滑枕提供的鏜,、銑驅(qū)動(dòng)功率大，加工效率高,；尤其 是解決了高效加工中與附件頭的手動(dòng)連接問題,，實(shí)現(xiàn)了附件頭與滑枕的機(jī)械裝置、冷卻 回路,、液壓回路,、潤滑回路、氣動(dòng)回路,、電氣的自動(dòng)連接,，提髙了車銑中心的效率。(1)進(jìn)給機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌要求：垂直移動(dòng)的Z軸要采用液體靜壓導(dǎo)軌,，所以滑枕外殼上的導(dǎo)軌設(shè)計(jì)在可調(diào)整間隙的 鑲條上,，由于是截面方形滑枕，因此在滑枕外殼上有兩個(gè)互相垂直的導(dǎo)向面作為基準(zhǔn)面,， 依靠加工保證垂直度,。與其相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)導(dǎo)軌面做成鑲條可調(diào)整面，最后用刮研的工藝 達(dá)到表面光潔度,。在后期的制造過程中,，我們改進(jìn)了工藝，運(yùn)用了注膠成型的工藝,，一 次性達(dá)到導(dǎo)軌的精度質(zhì)量要求,。(2)動(dòng)力供給要求：本滑枕為各種切削附件頭提供動(dòng)力源。如：直鏜銑頭,、加長直鏜銑頭,、直角鏜銑頭、 萬能鏜銑頭,、平旋盤鏜銑頭的主軸動(dòng)力,；直角鏜銑頭、萬能鏜銑頭,、多工位刀盤的分度 旋轉(zhuǎn)動(dòng)力,。(3)切削液供給要求：本機(jī)床要求具有刀具內(nèi)冷卻液和外冷卻液供給功能。冷卻液自冷卻液裝置供給,，通 過滑枕內(nèi)部管路與各附件頭自動(dòng)連接,，用于加工。最后,，在機(jī)床防護(hù)內(nèi)回收,，并通過排 肩器的提升泵輸送回冷卻液裝置。在過濾、除油,、除鐵肩后流到冷卻液裝置凈液箱待用,。冷卻液技術(shù)參數(shù)表2.2。表2. 2冷卻裝置參數(shù)Tab. 2. 2 The parameters of cooling equipment 內(nèi)冷： 泵流量 15 L/min 栗壓力 20 bar 外冷： 泵流量 40 L/min 泵壓力 5 bar (4)傳感器信號(hào)反饋要求：在附件頭中安裝有監(jiān)控刀具主軸旋轉(zhuǎn)角度和直角鏜銑頭,、萬能鏜銑頭C軸,、B軸分 度角度的旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)，萬能鏜銑頭的擺動(dòng)角度限位開關(guān)傳感器信號(hào),，拉刀裝置松刀,， 夾刀油缸位置反饋傳感器信號(hào)等，通過滑枕端面對(duì)接接口與附件頭對(duì)接接頭的ODU快 速對(duì)接插頭,，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳導(dǎo),。(5)附件頭液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)要求：為本系列機(jī)床配備的附件頭，銑鏜類附件頭要求有刀具自動(dòng)夾緊功能,；C軸分度齒 盤脫開功能,；多工位車刀盤限位油缸脫開功能，以上采用油壓控制,。另外,，對(duì)全部的主 軸都采用了氣密封結(jié)構(gòu)，防止灰塵,、切削液,、鐵屑等進(jìn)入主軸軸承；對(duì)刀具是否夾緊,、 分度齒盤是否嚙合到位,、多工位刀盤分度后，刀盤與驅(qū)動(dòng)適配器是否貼合到位,，等零件 與零件接觸的檢測,，都采用氣檢測技術(shù),。此外,，對(duì)于用戶要求的高速萬能附件頭，主軸 的轉(zhuǎn)速依靠滑枕提供已經(jīng)實(shí)現(xiàn)不了,，需要另配高速電主軸,，也預(yù)留出電主軸水冷循環(huán)接口。2.2.1滑枕的主要部件本滑枕的主要部件包括：滑枕體,、功能附件頭快換裝置,、主軸驅(qū)動(dòng)與控制總成、主 軸電機(jī)減速箱,、內(nèi)裝電主軸,。如圖2.6所示。滑枕體：滑枕的殼體,，要具有較強(qiáng)的剛性,，影響機(jī)床的加工精度。功能附件頭快換裝置：集成了功能附件頭上所需的動(dòng)力電源接口,、液壓和氣動(dòng)控制 接口,、切削冷卻液接口、各傳感器信號(hào)反饋接口,、水冷循環(huán)接口,。主軸驅(qū)動(dòng)與控制總成：將主軸電機(jī)減速箱輸出的動(dòng)力通過功能附件頭動(dòng)力接口傳遞 給各功能附件頭。主軸電機(jī)減速箱：液壓控制換擋,，具有依靠行星齒輪降速的兩個(gè)減速比,，提供低速 大扭矩，及高速精加工,，并且減速箱采用循環(huán)油浴冷卻,，通過冷卻油不僅有效的潤滑了 各齒輪，而且將齒輪間產(chǎn)生的摩擦熱及時(shí)帶走,，減小對(duì)滑枕體的熱變形影響,。內(nèi)裝電主軸：就滑枕的主軸電機(jī)改進(jìn)為電主軸，由外部外裝改進(jìn)為內(nèi)部安裝,。在電 主軸兩端安裝有密封的襯套,，通過襯套外螺旋槽進(jìn)行閉式水冷。恒溫冷卻箱通過安裝在 靠近電主軸的溫度傳感器反饋,，控制輸送的水溫,，從而實(shí)現(xiàn)電主軸的恒溫狀態(tài)。2.2.2滑枕的設(shè)計(jì)參數(shù)表2. 3滑枕設(shè)計(jì)參數(shù)Tab. 2. 3 The main parameters of the ram 鏜銑軸參數(shù) 指標(biāo) 鏜銑主軸功率(連續(xù)） 52 kW 主軸最高轉(zhuǎn)速 3150 r/min 主軸******扭矩 2400 Nm 洗刀刀柄ISO 50 滑枕參數(shù) 指標(biāo) 滑枕截面 340X420 mm 滑枕伸進(jìn)最小鏜孔直徑 540 mm 工作行程 指標(biāo) 垂直滑枕移動(dòng)行程（Z軸） 2000 mm 進(jìn)給速度 指標(biāo) Z軸進(jìn)給速度 0-16000 mm/min 快移速度 指標(biāo) Z軸******快移速度 16000mm/min