數(shù)控機(jī)床臥式加工中心轉(zhuǎn)臺的設(shè)計

張中秋

摘要：縱觀在當(dāng)前數(shù)控機(jī)床臥式加工中心轉(zhuǎn)臺設(shè)計過程中，受諸多不可控因素的影響，機(jī)床使用質(zhì)量和效率也由此受到了一定影響，為此本文針對設(shè)計方案存在的缺陷，對其優(yōu)化處理策略進(jìn)行了深入探討，由此為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)奠定良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;臥式加工中心;設(shè)計方案;設(shè)計缺陷;方案優(yōu)化

一、現(xiàn)階段數(shù)控機(jī)床臥式加工中心轉(zhuǎn)臺設(shè)計方案存在的缺陷

作為現(xiàn)階段企業(yè)生產(chǎn)常用的設(shè)備之一，數(shù)控機(jī)床我是加工中心轉(zhuǎn)臺設(shè)計的科學(xué)性、合理性和規(guī)范性與否，在很大程度上對企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)具有重要影響。通過剖析原分度工作臺可知，其主要構(gòu)成元素有——工作臺、上滑臺、卸荷滑動導(dǎo)軌、 徑向定心圓錐滾子軸承、工作臺夾緊機(jī)構(gòu)等。

分度工作臺的承載導(dǎo)軌采用卸荷滑動導(dǎo)軌，在進(jìn)行分度操作時，其具體作業(yè)流程如下——“通入壓力油——導(dǎo)軌面形成油膜——工作臺浮起——電動機(jī)通過傳動系統(tǒng)——電動機(jī)通過齒輪——工作臺旋轉(zhuǎn)”，后期分度操作結(jié)束后，壓力油卸荷，工作臺被壓下夾緊。從某方面而言雖然卸荷滑動導(dǎo)軌的使用，在很大程度上確保了導(dǎo)軌面的充分接觸，但與此同時由于在使用過程中，需要來回反復(fù)的進(jìn)行工作臺拆裝、測量以及刮研，在增加工作難度的同時，也無法確保工作臺亦或是上滑臺與X軸導(dǎo)軌之間的位置精度要求，最終對企業(yè)的整體發(fā)展造成了極為不利的影響。

在進(jìn)行碟形彈簧制造過程中，由于制造過程也相對復(fù)雜，在很大程度上工作人員無法充分確保碟形彈簧的特性，裝配時初始壓縮量不易測量和調(diào)整，從某方面而言不僅無法充分控制工作臺夾緊力，工作臺夾不住亦或是松不開現(xiàn)象也較為普遍，給企業(yè)的整體發(fā)展造成了極為不利的影響。除此之外根據(jù)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，拉桿與活塞之間采用螺紋進(jìn)行連接，連接處沒有防松措施進(jìn)行防護(hù)，在后期使用過程中不僅增加了螺紋的松散度，此外在影響工件加工質(zhì)量的同時，刀具也受到了極大磨損，水平定位精度受到影響的同時，整體作業(yè)成效也未能取得預(yù)期作業(yè)目標(biāo)。

二、數(shù)控機(jī)床臥式加工中心轉(zhuǎn)臺設(shè)計方案缺陷問題的優(yōu)化對策

隨著數(shù)控機(jī)床應(yīng)用率的持續(xù)增加，臥式加工中心轉(zhuǎn)臺設(shè)計方案是否科學(xué)合理，近年來也受到了各界的高度關(guān)注，而通過上述分析可知，原分度工作臺由于設(shè)計過于傳統(tǒng)化，在后期使用過程中極易存在各種問題進(jìn)而對整體作業(yè)目標(biāo)造成不利影響，為此要想從根本上改善當(dāng)前上述問題，優(yōu)化臥式加工中心轉(zhuǎn)臺迫在眉睫。經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知優(yōu)化后的中心轉(zhuǎn)臺具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，定位精度高，工作可靠，加工工藝性好，制造成本低，易于裝拆、測量和調(diào)整，維護(hù)性好等優(yōu)勢，在后期使用過程中工作臺無論是定位精度、承載能力、切削剛性及可靠性等均滿足使用要求，在不斷改善原有使用性能的同時，為預(yù)期作業(yè)目標(biāo)的達(dá)成創(chuàng)造了良好條件。

（一）臥式加工中心轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

對原分度工作臺進(jìn)行中心轉(zhuǎn)化的過程中，為從根本上提高轉(zhuǎn)化質(zhì)量和轉(zhuǎn)化效率，工作人員需對卸荷滑動導(dǎo)軌、徑向定心機(jī)構(gòu)和工作臺夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行不斷改進(jìn)，由此在提升轉(zhuǎn)化質(zhì)量和效率的同時，為預(yù)期轉(zhuǎn)化目標(biāo)的達(dá)成奠定了良好基礎(chǔ)。與原分度工作臺相比，改進(jìn)后的分度臺構(gòu)成部分主要包括——工作臺、上滑臺、傳動機(jī)構(gòu)及齒輪副、軸向推力圓柱滾子軸承、徑向定心及拉緊機(jī)構(gòu)、工作臺夾緊機(jī)構(gòu)等，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。從某方面而言，臥式中心轉(zhuǎn)臺設(shè)計優(yōu)化方案其實是在工作臺外形及尺寸不變的情況下，通過簡化其制造、裝配、調(diào)整、測試流程來提高定位精度和作業(yè)可靠性的一種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。

通過對比原分度工作臺以及優(yōu)化后的工作臺可知，優(yōu)化后的工作臺承載導(dǎo)軌采用卸推力圓柱滾子軸承（P5）支承導(dǎo)軌，相比卸荷滑動導(dǎo)軌，卸推力圓柱滾子軸承（P5）支承導(dǎo)軌表面無需刮研，在進(jìn)行安裝過程中不僅降低了安裝作業(yè)難度，與此同時在推動產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中也發(fā)揮了重要性作用，成為了現(xiàn)階段推動企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略手段，與此同時軸承采用脂潤滑，簡化了潤滑回路，在后期的長期使用過程中，工作人員只需要定期進(jìn)行維護(hù)即可。

根據(jù)相關(guān)實驗測試數(shù)據(jù)分析可知，卸推力圓柱滾子軸承（P5）支承導(dǎo)軌具有承載能力較高、回轉(zhuǎn)靈活、摩擦力矩小、旋轉(zhuǎn)精度高的優(yōu)勢，在使用過程中不會出現(xiàn)滑動導(dǎo)軌粘連研合現(xiàn)象，切實有效地保證了工作臺作業(yè)的精準(zhǔn)度，最終為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)奠定了良好基礎(chǔ)。

徑向定心機(jī)構(gòu)和拉緊機(jī)構(gòu)環(huán)套集成作為工作臺的重要構(gòu)成部分，在工作臺作業(yè)過程中發(fā)揮了重要作用，與原分度工作臺相比徑向定心機(jī)構(gòu)和拉緊機(jī)構(gòu)環(huán)套集成在簡化工作臺中心結(jié)構(gòu)的同時，還從根本上改善了企業(yè)作業(yè)的工藝性，為預(yù)期作業(yè)目標(biāo)的達(dá)成奠定了良好基礎(chǔ)。就目前來看徑向定心采用一套圓柱滾子軸承，工作臺松開、夾緊時徑向游隙變化極小，切實保證了定位精度，與此同時軸承內(nèi)、外圈軸向可作微量相對移動;拉緊機(jī)構(gòu)采用中心下拉方式，由一個拉緊油缸組成，與原結(jié)構(gòu)相比，拉緊力均勻、恒定，可無級調(diào)節(jié)，此外優(yōu)化后的工作臺夾緊油缸中心直徑也變大，在后期使用過程中可提供更大的鎖緊力矩。

（二）臥式加工中心轉(zhuǎn)臺的運行優(yōu)化

隨著近年來工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，數(shù)控臥式加工中心轉(zhuǎn)臺的使用成效一直是企業(yè)發(fā)展的重點關(guān)注對象，而由于原分度工作臺在很大程度上，受諸多不可控因素的影響難以達(dá)到預(yù)期作業(yè)目標(biāo)，因此對中心轉(zhuǎn)臺的運行進(jìn)行不斷優(yōu)化也是十分必要的。當(dāng)數(shù)控裝置接收到工作臺抬起完成信號后，伺服電動機(jī)通過傳動系統(tǒng)及齒輪驅(qū)動工作臺旋轉(zhuǎn)分度，工作臺到達(dá)規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角度后，伺服電動機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。

三、結(jié)語

簡而言之，在當(dāng)前新產(chǎn)業(yè)時代背景下，數(shù)控機(jī)床的使用在不斷提高產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的同時，也為預(yù)期產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)奠定了良好基礎(chǔ)，但與此同時不可否認(rèn)的是，由于受諸多不可控因素的影像，數(shù)控機(jī)床臥式加工中心轉(zhuǎn)臺設(shè)計過程中，方案的不規(guī)范、不科學(xué)導(dǎo)致預(yù)期作業(yè)目標(biāo)難以達(dá)成，為此對臥式中心轉(zhuǎn)臺設(shè)計方案進(jìn)行不斷優(yōu)化和改進(jìn)，是提高機(jī)床性能，推動產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的重要戰(zhàn)略基礎(chǔ)。

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