程 龍 張秀芳 羅曉芳
(上海三一精機有限公司研究院龍門所,上海200210)
機床的精度在很大程度上取決于機床各個重要部件的結(jié)構(gòu)剛度,若機床的剛度差,機床的變形就大,機床的變形會破壞已經(jīng)調(diào)整好的刀具與工件之間的正確位置,進而影響工件的加工精度[1]。機床的剛度越大,動態(tài)精度越高,加工精度也越高。機床的剛度包括機床各個構(gòu)件本身的剛度和構(gòu)件之間的接觸剛度?;苁侵С謾C床Y向移動和Z向移動的一個重要部件[2],其剛度問題不容忽視。
如圖1,現(xiàn)代機床中滑架與滑架蓋板的連接主要是采用單個方向螺釘?shù)陌押希@種結(jié)構(gòu)只保證了1個方向的剛性。當機床進行實際切削加工時,要受到各個方向的力,在滑架剛度薄弱的方向就會產(chǎn)生很大的變形,影響工件的加工精度。此外,現(xiàn)代機床滑架與滑架蓋板左右方向大多采用單靠面,這樣的話就要增加額外的零件如擋鐵、楔塊等來進行定位,增加了成本。
本文提出了一種滑架與滑架蓋板的新的連接方式。如圖2所示滑架蓋板3直接扣進滑架1里面,滑架與滑架蓋板之間有兩個靠面。在緊固把合螺釘?shù)臅r候除了在滑架蓋板的正面緊固把合螺釘4之外,又增加了緊固側(cè)面的把合螺釘3,這樣四周就形成了1個封閉的箱體結(jié)構(gòu),大大提高了其剛度。另外滑架與滑架蓋板有兩個靠面,通過對左右這兩個接觸面增加1個公差配合,就可以很好地定位,而不用再增加額外的構(gòu)件。
通過采用滑架與滑架蓋板這種新的連接結(jié)構(gòu),最大化地增加了滑架部件的剛度,保證滑架部件的變形不至于過大,避免影響工件的加工精度,提高機床的生產(chǎn)效率。另外通過增加滑架與滑架蓋板左右兩接觸面的一個公差配合如H7/h7,來減少額外的定位擋鐵等構(gòu)件,減少成本,實現(xiàn)利潤最大化。
使用實踐表明采用上述結(jié)構(gòu)后,滑架與滑架蓋板連接剛性會大大增大,提高了機床的加工精度;且滑架蓋板定位結(jié)構(gòu)簡單,減少了機床的組成構(gòu)件,降低了成本。這符合21世紀將高速加工作為一項先進的制造技術(shù),通過加強機床重要部件自身剛度、強度來提高機床整體性能以使高速加工得到快速發(fā)展的趨勢[3]。
[1]唐東紅.工藝系統(tǒng)變形分析及精度控制技術(shù)研究[J].機床與液壓,2008,36(1):70-72.
[2]余丕亮,林曉波,唐明松.基于ANSYSWorkbench的滑座有限元分析[J].裝備制造技術(shù),2012,(7):41-42.
[3]賈春德,姜增輝.車銑原理[M].北京:國防工業(yè)出版社,2001.