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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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車床橫向進(jìn)給精度保障機(jī)構(gòu)的研究

車床橫向進(jìn)給精度保障機(jī)構(gòu)的研究

2013/6/7 9:51:59

    CA6140車床橫向進(jìn)給系統(tǒng)在連續(xù)的使用過程中,由于磨損等原因,使絲杠與絲母間隙過大,產(chǎn)生軸向竄動(dòng),影響進(jìn)給精度。通過調(diào)整可消除絲杠與絲母間的間隙,但實(shí)踐證明,這種調(diào)整方法只消除了絲母的磨損間隙,而沒有消除絲杠的磨損間隙。如果按絲杠磨損較大部位調(diào)整絲母,則在絲杠磨損較小部位可能因間隙過小而使進(jìn)給手柄轉(zhuǎn)動(dòng)太沉。   經(jīng)過長期的觀察和實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)幾乎所有的機(jī)床都在很大程度上存在著進(jìn)給機(jī)構(gòu)精度因磨損而嚴(yán)重下降的問題。普通車床的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)因其使用頻繁且承受很大的切削力,所以,磨損程度較其它機(jī)床嚴(yán)重,如果能夠有效地解決車床的進(jìn)給精度問題對(duì)其它類似的機(jī)構(gòu)都有指導(dǎo)意義。

幾十年來,國內(nèi)外車床一直采用上述的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),操作者在使用過程中必須經(jīng)常進(jìn)行調(diào)整,并把這項(xiàng)工作列入一級(jí)保養(yǎng)內(nèi)容。因此,增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,降低了設(shè)備的利用率,即使這樣也不能很好地保證設(shè)備的精度。

1 常見改進(jìn)方案及存在問題 針對(duì)普通車床橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給精度問題國內(nèi)外專家多采用以下三種解決方案。

在中修或項(xiàng)修過程中,更換新的橫向進(jìn)給絲母。必要時(shí),對(duì)橫向進(jìn)給絲杠進(jìn)行修復(fù),然后再配作絲母,這種辦法并沒有從根本上解決橫向定位精度問題。機(jī)床只是在修復(fù)后最初階段能夠保障橫向進(jìn)給精度,數(shù)月后就進(jìn)人反復(fù)調(diào)整階段.而且加大了維修成本。

有的專家試圖用改進(jìn)橫向進(jìn)給絲杠支承結(jié)構(gòu)或減小絲杠變形的方法來解決問題。這種方案僅提高了絲杠的剛度,雖然能夠間接地減緩絲杠和絲母的磨損,但仍然沒有從實(shí)質(zhì)上解決問題。這種方法的缺點(diǎn)是改造的成本和維修費(fèi)用很大。

80年代中期,隨著電子技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,國內(nèi)外的專家們紛紛采用數(shù)控或數(shù)顯技術(shù)對(duì)機(jī)床進(jìn)行改造。采用數(shù)控技術(shù)改善機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)精度,尤其是采用閉環(huán)控制,很好地解決了進(jìn)給精度問題。但是這種技術(shù)改造成本太高,一般企業(yè)無法承受。采用數(shù)顯技術(shù)改善機(jī)床進(jìn)給精度的實(shí)例在國內(nèi)比較多,雖然這種方案比數(shù)控技術(shù)改造投資小,但考慮到投資收益比,也不適合普通車床這類造價(jià)較低的設(shè)備改造,一般企業(yè)僅把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于精、大、稀設(shè)備的改造,最常見的是造價(jià)幾十萬元的鏜銑床改造。

2 新型精度保障機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理 經(jīng)過多年跟蹤國內(nèi)外機(jī)床改造動(dòng)態(tài)和反復(fù)實(shí)驗(yàn)研究,設(shè)計(jì)成功一種能夠在使用過程中動(dòng)態(tài)自動(dòng)消除因磨損而產(chǎn)生間隙的絲杠絲母機(jī)構(gòu),不但可以同時(shí)補(bǔ)償絲杠和絲母的磨損,還可以消除因絲杠彎曲產(chǎn)生的影響,其制作成木與原機(jī)構(gòu)相當(dāng),在使用過程中達(dá)到了免維護(hù)的目的,成功地解決了確保橫向進(jìn)給精度穩(wěn)定的問題。

新型橫向進(jìn)給精度保障機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),其原理是:在中拖板3上將原有的雙絲母拆下,用銑床在中拖板上按圖所示的位置鏜出一個(gè)階梯孔,再將襯套2裝上,圓柱型對(duì)開絲母8可以在襯套內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)并上下移動(dòng),調(diào)整螺母6和螺栓1,即可改變彈簧7的壓力,使對(duì)開螺母緊緊夾住絲杠4,從而消除絲杠、絲母之間的因磨損而產(chǎn)生的間隙。當(dāng)絲杠、絲母在磨損較大部位況合時(shí),圓柱形對(duì)開絲母8就在彈簧力的作用下,在襯套內(nèi)同時(shí)向絲杠中心線方向移動(dòng),從而達(dá)到消除間隙的目的。如果絲母移動(dòng)到絲杠磨損較小部位處,對(duì)開形絲母就逆彈簧力的作用方向在襯套內(nèi)張開一些,使絲杠、絲母配合運(yùn)轉(zhuǎn)自如。這種結(jié)構(gòu)的另一個(gè)作用就是當(dāng)絲杠彎曲時(shí),可以使絲母在襯套內(nèi)作上下移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)來消除走刀誤差。經(jīng)過改造的車床在實(shí)踐使用中達(dá)到動(dòng)態(tài)調(diào)整的作用,并在數(shù)年的運(yùn)行中保持穗定的橫向進(jìn)給精度達(dá)到免維護(hù)的目的。

3 應(yīng)用實(shí)例 本文所設(shè)計(jì)的新型橫向進(jìn)給精度保障機(jī)構(gòu)曾在某市汽車工業(yè)集團(tuán)公司機(jī)械廠使用,從95年起至今,基本上處于免維護(hù)狀態(tài),日常使用和一級(jí)保養(yǎng)都不必去調(diào)整。在大批量生產(chǎn)中,尤其是需要加工不同外圓尺寸的零件時(shí),它具有很高的重復(fù)定位精度,誤差不超過0.01mm。因此,縮短了每個(gè)工序中重復(fù)定位對(duì)刀時(shí)間,顯著提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。近年來,在其它車床上進(jìn)行的技術(shù)改造,也取得了良好的效果。

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