数控刮削滚光机床的设计.pdf

圈田圈 数 控 刮 削 滚 光 机 床 的 设 计 罗晓芳张金涛简玉山陟雪峰 上海三一精机有限公司，上海201200 摘要介绍了数控刮削滚光机床的总体设计结构，并对主要部件结构和技术参数作了详细的论述。该机 床的研制解决了深孑L类零件加工效率问题，尤其是各类油缸体内孔的精加工高效高精度等问题。 用户使用证明，该机床结构设计可靠，操作方便，能够完全满足机床的使用要求。 关键词数控；刮削滚光；深孔零件 中图分类号TH l 22文献标识码B D esi gn ofN Cski vi ng＆rol l er bur ni shi ng m achi ne LU OX i aofang，ZH A NGJi ntao，JIANY ushan，ZH I X uef eng Shanghai SA N YPreci si onM achi ne Co．，Lt d．，Shanghai 201200，CH N A bstractThispaper i nt roducest heover al l desi gn st r uct ur eofN C ski vi ng roll erbur ni shi ngm achi ne，andgi ves adet ai l ed descri pt i on oft hest r uct ur eandt echni cal param et er s oft hem ai n com ponent s．Thedevel op m entofthism achi netoolhassol vedt he problemof l owef fi ci encyi n m achining t he pans w i t h deephole， especi al l y t om eett heneedsof m achining a var i ety of cyl i nderbody hol e w i t h hi ghef fi ci ency andhi gh pr eci si on．Thr ough t heaut hent i cat i onoft he us er，t hedes i gn oft hem achi nest ruct urei s rel i abl e，and easy t o operat e，canful ly m eett he requi rem ent s ofa var i ety of deep hol e m achi ni ng． K eyw ordsC N C ；ski vi ng rol l erburni shi ng；deep hol e pans 随着我国工业的高速发展，对于机床行业机床母 机的加工性能、稳定性、加工工件的精度等要求越来越 高。本文介绍的数控刮削滚光机床就是为了满足加工 技术的快速发展要求而开发，采用组合刀具实现工件 内孑L粗镗、刮削和滚光一次装夹完成加工的高效深孔 加工设备，适用于工程机械、煤炭等行业所使用的各类 缸筒零件的高效、高精、大批量的加工。该机床的研制 给企业带来一定的效应，为国家带来不可估量的意义， 完全取代进口产品。 88 1机床总体设计 1．1整体结构 为了满足各类油缸零件的加工，该机床的总体 布局采用工件床身和镗杆床身共用结构，其上装配 有镗杆箱、镗杆进给系统、镗杆支架、授油器、工件夹 紧装置、工件支撑架、压力尾座、尾座进给系统、按钮 站、拖链、冷却系统、电气系统、液压系统等部件，如 图1所示。 鳃| j 自马二j_r删可～7一r㈩／ 皿 正 瓯 t 耋 量 耋虱u暗 蚴 植F赫]i [ 鏖娌垂垂垂翥蘸垂垂塞薹蠡 I一液压站；2-- 压JJ 尾座；3一工件支撑架；4、5一工件夹紧装置；6一按钮站；7一授油器 8镗杆支架；9镗杆箱；10、11、12一床身；13一排屑冷却系统；14--电气系统。 圈l棚．康耋车抽 』』圭整羔垫毒“ 2014年第2期 1．2主要部件结构 1床身 床身采用拼接方式，由两个6m 段和一个4m 段组 成，总长16m 。床身导轨面为镶钢导轨，导轨板选用优 质合金钢并且经过淬火热处理。床身内部合理的加强 筋布置使床身具有较高的刚性，满足强力切削的要求。 2 镗杆箱 镗杆箱是驱动刀具作旋转主运动的机构，主轴采 用穿轴式结构，作为刀具张开闭合的液压控制通道，主 运动为机械两档，无级变速，由液压系统变速油缸、内 齿轮滑移拨叉实现变速。主轴转速范围10～l 000r／ m i n，主轴扭矩达到10000N m ，具有强力切削的能 力，镗杆箱的移动是通过伺服电动机、加速器带动滚珠 丝杠实现镗杆的伺服进给。 3授油器 授油器固定于床身的中间位置，通过螺钉固定在 床身上。授油器主要有四个作用其一，向加工工件输 入冷却液并密封；其二，支撑镗杆；其三，刮滚刀具的导 向作用；其四，支撑顶紧工件及工件定位。 4 压力尾座 压力尾座位于床身的左侧，可以在左侧床身上前 后移动。在尾座的前端有定位锥盘用于对工件定位夹 紧，起到部分抵抗切削力的作用。当冷却液由授油器 经工件的内孔进入后，通过尾座体及导流管道将切屑 排到排屑器内。尾座的移动是由梯形丝杠螺母副驱 动，在尾座的前端有两个到位夹紧油缸，保证工件定位 可靠和加工精度。 5 镗杆支架 镗杆支架坐于床身上，上面安装有镗杆导向套，导 向套随镗杆一起转动，起到支撑镗杆的作用，保证镗杆 在工作状态下的动态刚性，抵抗由于细长杆的重力作 用造成的挠度变形。 6 工件夹紧装置 工件采用两侧V 型铁抱紧结构，可以抵抗部分切 削扭矩，同时也可补偿薄壁件在加工中的外涨变形。 7 冷却排屑系统 混合有切屑的冷却油落入复合排屑机的上层链板 排屑机内，链板排屑机将长卷屑排到集屑车内，碎屑通 过链板排屑机下方落人磁性刮板排屑机内，磁性刮板 排屑机再将碎屑排到集屑车里。排屑冷却系统由排屑 器、脏冷却箱、净冷却箱、冷却泵、电动机、过滤器等构 成。冷却箱为2层式 干净槽／脏污槽配有过滤网及 多级净化装置。冷却液在脏油箱经过油箱的多级分离 及过滤网后，切削油由提升泵输送到梳齿型磁性分离 器进行分离。经过梳齿型磁性分离器分离后的切削油 固尝等等 弋／，zuI_年幂z朋 Desi gnandR删咄设计与研究 流入布带过滤机内进行再次过滤。过滤后的切削油流 入液箱内，由供液泵向机床供液。当加工不同的孑L径 时，按照冷却液需要切换档位，实现不同的流量供给。 2机床主要技术参数 加工工件内径250～500m m ； 加工工件长度5000m m ； 镗杆箱主轴转速范围101 000 r／m i n； 进给速度0～3 000 m m ／m i n； 快移速度6000m m ／m i n； 冷却排屑系统供液泵出口压力2．5M Pa； 镗杆箱行程5900m m ； 压力尾座行程4750m m 。 3数控系统和加工原理 1 数控系统 本机床采用FA N U C0i TD 数控系统，et i I交流主 轴伺服电动机，sis交流进给伺服电动机，具有精度 高、响应速度快等特点。 2 加工原理 镗杆箱沿床身移动带动镗杆和刀具进入授油器、 工件内孔，镗杆箱作进给以完成整个加工过程，压力尾 座沿床身前后移动与授油器 固定共同作用完成不 同加工长度的工件的定位顶紧，尾座的顶紧靠液压控 制。授油器固定在床身的中部，来自排屑器的高压油 经过授油器的腔体、工件的内孔将切屑带走同时对刀 具进行冷却。加工完成后镗杆箱快速移回原位置，进 行下一个工件的加工。 4结语 针对各类缸筒类零件内孔的加工需求，研制开发 数控刮削滚光机床，填补了国内空白，解决了国内各类 缸筒类零件内孔加工对设备精度和效率的高要求。其 主要特点是加工节拍快、加工质量高且稳定，相对珩磨 加工，有效地提高了表面加工质量、圆度及耐磨性，同 时提高了加工效率，是缸体类工件加工的首选。 参考文献 [1]隋连香，王晶，刘丽芳．卧式重型数控车床的设计[J]．制造技术与 机床，201212156158． [2]邓顺贤，大型数控外螺纹旋风铣床的设计开发[J]．制造技术与机 床，201212165一168． 第一作者罗晓芳，女，1980年生，机械工程师。 编辑孙德茂收稿日期20130318 文章编号140226 如果您想发表对本文的看法。请将文章编号填入读者靓调童表中的提座位置。 89