雙凸輪聯(lián)動(dòng)工作臺(tái)交換技術(shù)*

李全普 楊銘東 李 凱

(大連華根機(jī)械有限公司，遼寧大連 116620)

制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，其發(fā)展水平標(biāo)志著該國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科技水平、生活水準(zhǔn)和國(guó)防實(shí)力。機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的核心，是制造機(jī)械產(chǎn)品的工業(yè)部門，也是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門提供裝備的部門。機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和發(fā)展水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家或地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的程度?，F(xiàn)階段我們研究的方向是在保證機(jī)床質(zhì)量的基礎(chǔ)上如何提高它的生產(chǎn)效率、可靠性和低成本。

大連機(jī)床集團(tuán)加工中心研究所通過(guò)對(duì)滾齒凸輪機(jī)構(gòu)的剖析和研究，在經(jīng)過(guò)不斷的摸索與嘗試中進(jìn)一步對(duì)滾齒凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新，發(fā)明出適用于中小型機(jī)床的雙凸輪聯(lián)動(dòng)工作臺(tái)交換技術(shù)，現(xiàn)廣泛用于MDH系列機(jī)床上，并取得了較大的利潤(rùn)。

滾齒凸輪機(jī)構(gòu)也稱蝸桿凸輪分度機(jī)構(gòu)，是一種高速、高精度垂直軸傳動(dòng)的分度機(jī)構(gòu)，它由凸輪和滾子轉(zhuǎn)盤組成(如圖1)。

滾齒凸輪機(jī)構(gòu)有如下特點(diǎn):

(1)高速 凸輪軸的轉(zhuǎn)速可達(dá)1 200 r/min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他凸輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速;

(2)高精度 通常分度精度可在±30″之內(nèi)，現(xiàn)已有分度精度接近±5″的產(chǎn)品，反向間隙可在10″之內(nèi)，定位精度高;

(3)低噪聲 滾子與凸脊側(cè)面為線接觸，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低;

(4)高剛性 適當(dāng)預(yù)緊后，可獲得高的剛性。試驗(yàn)表明，預(yù)緊量不宜過(guò)大，當(dāng)預(yù)緊量超過(guò)3 μm后，摩擦扭矩急增;

(5)高效、高壽命、易調(diào)整 滾子與凸輪間為滾動(dòng)摩擦傳動(dòng)，傳動(dòng)效率在90%以上，壽命高，維修方便。

1 原有機(jī)床交換工作臺(tái)的技術(shù)結(jié)構(gòu)

臥式加工中心托板抬起旋轉(zhuǎn)交換工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)主要包括工作臺(tái)抬起機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。工作臺(tái)抬起一般由液壓缸驅(qū)動(dòng)，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)可由減速電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)凸輪驅(qū)動(dòng)或由液壓旋轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)。其工作過(guò)程可分為工作臺(tái)抬起、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)以及工作臺(tái)落下3個(gè)步驟。從其工作過(guò)程可以看到，在工作臺(tái)交換全過(guò)程中每步都需要檢測(cè)其位置，由此使得工作臺(tái)交換時(shí)間加長(zhǎng)，同時(shí)運(yùn)動(dòng)過(guò)程不可靠，容易出現(xiàn)定位不準(zhǔn)的現(xiàn)象。

2 雙凸輪聯(lián)動(dòng)工作臺(tái)交換機(jī)構(gòu)

經(jīng)過(guò)改進(jìn)與滾齒凸輪機(jī)構(gòu)相結(jié)合后的技術(shù)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

該技術(shù)將原技術(shù)中兩套獨(dú)立的結(jié)構(gòu)通過(guò)將滾齒凸輪機(jī)構(gòu)與一對(duì)平面凸輪有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，組成一套相互關(guān)聯(lián)的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。從圖2中可以看到，減速電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，2個(gè)平面抬起凸輪與滾齒凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，由于兩組凸輪在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)凸輪曲線進(jìn)行了合理匹配，使得工作臺(tái)在交換過(guò)程中可以快速、安全、可靠地完成。

具體工作過(guò)程為:工作臺(tái)移動(dòng)到交換位置(系統(tǒng)信號(hào)發(fā)出)，減速電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)使2個(gè)平面抬起凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)杠桿抬起使工作臺(tái)抬起;同時(shí)滾齒凸輪推動(dòng)六角軸旋轉(zhuǎn)180°，通過(guò)輸出軸帶動(dòng)工作臺(tái)完成工作臺(tái)交換;2個(gè)平面抬起凸輪繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)杠桿落下使工作臺(tái)落下，工作臺(tái)交換過(guò)程完成。

改進(jìn)后的雙凸輪聯(lián)動(dòng)工作臺(tái)交換結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn):(1)較大程度上縮短了工作臺(tái)交換時(shí)間，提高了效率;(2)提高了運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，使得工件的抬起和落下更穩(wěn)定和準(zhǔn)確;(3)減少了開關(guān)檢測(cè)及工作臺(tái)抬起油缸，降低了成本。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)滾齒凸輪機(jī)構(gòu)改進(jìn)而發(fā)明的雙凸輪聯(lián)動(dòng)工作臺(tái)交換技術(shù)現(xiàn)已趨于成熟，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，此技術(shù)運(yùn)用于中小型機(jī)床上最為適宜。該技術(shù)已經(jīng)獲得國(guó)家實(shí)用新型專利。

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