針對(duì)常規(guī)數(shù)控臥式車床中心架在精度及效率方面的不足，設(shè)計(jì)了一種新型臥式車床數(shù)控中心架，在工件裝夾時(shí)，無(wú)需手動(dòng)操作，由伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，自動(dòng)夾緊，并由光柵尺反饋位置信息，保證定位精度。該中心架提高了數(shù)控機(jī)床的加工精度，大幅度降低了輔助裝夾時(shí)間，提高了加工效率。

  1、背景技術(shù)

  中心架是配置在臥式車床上的附件，對(duì)于長(zhǎng)軸類、曲軸類的零件加工起到輔助支撐的作用。為滿足功能要求，很多工件被設(shè)計(jì)成長(zhǎng)軸，在加工過(guò)程中為保證工藝性，由高精度數(shù)控中心架輔助完成。目前，現(xiàn)有的各類中心架(開式、閉式和C形等)夾緊形式均為手動(dòng)夾緊，中心架在夾緊工件時(shí)需要手動(dòng)操作，數(shù)控系統(tǒng)不參與該過(guò)程，操作繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工件定位精度無(wú)法得到保證。

  為滿足用戶的要求，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種高精度、數(shù)控中心架，在工件裝夾時(shí)，無(wú)需手動(dòng)操作，由伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，自動(dòng)夾緊，并由光柵尺反饋位置信息，保證定位精度。在一臺(tái)數(shù)控臥式機(jī)床上可配置多套此種中心架，可保證工件定位準(zhǔn)確、支撐穩(wěn)定及效率裝夾。

  2、高精度數(shù)控中心架的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

  高精度數(shù)控中心架為全閉環(huán)控制，主要由縱向進(jìn)給蝸輪蝸桿副、縱向進(jìn)給齒輪軸、液壓夾緊裝置、縱向進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、中心架體、滑枕、潤(rùn)滑裝置、絲杠、光柵尺、進(jìn)給電動(dòng)機(jī)及減速器、液壓隨動(dòng)裝置和滾子鏈等部分組成。中心架體落在床身導(dǎo)軌上，縱向進(jìn)給部分、垂直進(jìn)給部分、水平進(jìn)給部分和液壓隨動(dòng)部分均與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)相聯(lián)接。

  中心架體為低應(yīng)力鑄鐵件，具有強(qiáng)度高、固有頻率高、抗振能力強(qiáng)及噪聲低等特點(diǎn)。中心架體粘貼進(jìn)口軟帶，通過(guò)刮研及配研斜鐵保證整個(gè)機(jī)構(gòu)與床身的良好配合，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)控制伺服電動(dòng)機(jī)→減速器→蝸桿蝸輪→齒輪齒條進(jìn)行縱向移動(dòng)，并通過(guò)編碼器進(jìn)行距離測(cè)量，停止后自動(dòng)夾緊在床身上。中心架移動(dòng)時(shí)導(dǎo)軌潤(rùn)滑采用集中潤(rùn)滑站，油量大小、時(shí)間間隔均通過(guò)電氣程序合理控制。當(dāng)中心架到達(dá)指定位置后，通過(guò)滾子鏈?zhǔn)謩?dòng)將上體旋轉(zhuǎn)90°，然后放入工件，隨后上體旋轉(zhuǎn)回原位并定位夾緊。垂直進(jìn)給、水平進(jìn)給部分通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)→減速器→絲杠帶動(dòng)滑枕進(jìn)行垂直及水平運(yùn)動(dòng)，同時(shí)光柵尺反饋位置信息，以保證對(duì)工件進(jìn)行準(zhǔn)確定位，達(dá)到指定位置后，上體的液壓隨動(dòng)套筒對(duì)工件進(jìn)行夾緊。整個(gè)過(guò)程均由數(shù)控系統(tǒng)控制，通過(guò)高精度直線光柵尺位置檢測(cè)，保證了中心架體和工件的定位精度。

  3、結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)

  (1)中心架體移動(dòng) 

  采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速器聯(lián)接蝸桿副及齒輪齒條傳動(dòng)。蝸桿蝸輪具有止退作用, 中心架體在床身上移動(dòng)，到達(dá)目標(biāo)位置后由碟簧夾緊液壓缸自動(dòng)夾緊在床身上。此種傳動(dòng)、定位機(jī)構(gòu)穩(wěn)定可靠。

  (2)滑枕進(jìn)給機(jī)構(gòu) 

  采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速器聯(lián)接內(nèi)外齒輪及絲杠-絲母?jìng)鲃?dòng)，銅材質(zhì)絲母把合在滑枕上，機(jī)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置隨動(dòng)潤(rùn)滑裝置，在滑枕伸出過(guò)程中，隨時(shí)潤(rùn)滑套筒外壁及絲杠絲母，可大限度減少摩擦，增加機(jī)構(gòu)壽命。在滑枕上安裝有光柵尺，實(shí)時(shí)反饋位置信息，保證定位準(zhǔn)確。

  (3)平穩(wěn)傳動(dòng)的同步齒形帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 

  與齒輪傳動(dòng)等機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)相比，此類傳動(dòng)中心距可調(diào)整，不必安裝過(guò)輪結(jié)構(gòu)，具有傳動(dòng)平穩(wěn)、振動(dòng)小及噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。

  (4)液壓隨動(dòng)機(jī)構(gòu) 

  采用進(jìn)口穩(wěn)定的液壓?jiǎn)卧怪?、水平?shù)控軸滑枕伸出定位工件后，上方液壓隨動(dòng)裝置夾緊工件，既保證了工件的穩(wěn)定裝夾，又避免了多個(gè)中心架產(chǎn)生過(guò)定位現(xiàn)象。