ZTK50型重型數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺介紹

趙汝明

（齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾161005）

0 引言

ZTK50型重型數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺是一種具有直線及回轉(zhuǎn)運動的工作臺，是為大型落地銑鏜床加工大型工件時，安裝定位及加工工件設(shè)計的。利用它的B軸及V軸的二向進(jìn)給，擴(kuò)大了銑鏜床的加工范圍，可減少工件裝夾次數(shù)、提高生產(chǎn)效率。ZTK50型重型數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺主要由床身、滑座、工作臺、工作臺回轉(zhuǎn)傳動、工作臺直線進(jìn)給傳動、工作臺4×90°定位等結(jié)構(gòu)組成。

1 主要規(guī)格參數(shù)

工作臺臺面尺寸為3500 mm×3500 mm；工作臺最大承載為50 t；工作臺直線運動行程（V軸行程）為2000 mm；工作臺直線進(jìn)給速度范圍（無級）為1～3000 mm/min；工作臺回轉(zhuǎn)進(jìn)給速度范圍（無級）為0.001～1 r/min；工作臺外形尺寸為5820 mm×3675 mm×1400 mm；工作臺總重量約為45 t。

2 結(jié)構(gòu)說明（如圖1）

圖1 外觀圖

2.1 床身

滑座沿床身平面滑動，床身和地基是通過大量的調(diào)平墊鐵聯(lián)接的，為避免混凝土上的局部壓力過大，而把機(jī)床和工件的重量平均分配在較寬的地基聯(lián)接面上。這種設(shè)計使床身能長時間保持其幾何精度而無需調(diào)整；由于是大載荷的運動，從而使地基的變形減少到較低的數(shù)值。床身本身有回油裝置，回油管路與泵站相聯(lián)接。

2.2 滑座

滑座有四條水平導(dǎo)軌，導(dǎo)軌面寬且由靜壓潤滑，由下壓板適當(dāng)預(yù)載，壓板也由靜壓潤滑?；卮采韺?dǎo)軌運動，水平方向直線性由二條垂直導(dǎo)軌保證，垂直導(dǎo)軌基本沿滑座中心線配置，滑座沿床身導(dǎo)軌水平移動。這四條導(dǎo)軌，兩兩相對，靜壓驅(qū)動，相當(dāng)于開一個加力頗大的預(yù)載系統(tǒng)。這種剛度是保持穩(wěn)定狀態(tài)和從兩端精確加工大型工件所必需的。

導(dǎo)軌用材料：床身的導(dǎo)軌是優(yōu)質(zhì)焊接件，導(dǎo)軌板是特殊的耐磨合金，即使短時間內(nèi)潤滑不足，也可避免機(jī)械故障發(fā)生，刮油裝置避免了床身導(dǎo)軌上靜壓油的損失，保證了內(nèi)部油的收集并排除了外部微粒進(jìn)入液壓管路的可能。

2.3 工作臺

工作臺是優(yōu)質(zhì)焊接件，是借助于先進(jìn)的計算機(jī)程序優(yōu)化設(shè)計的，在保證最大承載強(qiáng)度下，使臺面的變形最小，工作臺的厚度尺寸最佳，從而使得整機(jī)的總高尺寸最小，既提高了穩(wěn)定性，又節(jié)省基礎(chǔ)施工的成本。加強(qiáng)筋的合理布置，改善了焊接件結(jié)構(gòu)的整體剛度。合理布置的筋板組成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)有足夠的支承剛度，把施加的軸向力傳遞給靜壓導(dǎo)軌。

工作臺的T型槽用于夾緊工件，T型槽的尺寸為36mm×56 mm×25 mm，工作臺中央有已加工的精密孔，與回轉(zhuǎn)中心線同軸，可用于工件找正。大直徑寬導(dǎo)軌面的靜壓導(dǎo)軌支撐工作臺，上導(dǎo)軌面加工成環(huán)狀，下導(dǎo)軌面由耐磨材料制成，位于滑座上，因而允許系統(tǒng)短時間內(nèi)油壓降低而不發(fā)生機(jī)械故障。

靜壓潤滑降低了摩擦因數(shù)，并保證了油膜有很高的剛度，以實現(xiàn)準(zhǔn)確定位，無爬行現(xiàn)象，即使有偏心負(fù)荷，也能保持良好的幾何精度。工作臺中心靠一個精密圓錐滾子軸承加以適當(dāng)?shù)念A(yù)加負(fù)荷來定位。

2.4 工作臺回轉(zhuǎn)傳動（B軸）

如圖2，回轉(zhuǎn)運動是由包括裝在滑座上的一個齒輪箱和裝在工作臺上的齒圈完成。齒圈精確地安裝于工作臺上，和齒輪箱的兩個螺旋齒輪做無間隙的傳動，從而保證運動平穩(wěn)。齒輪箱是由一個調(diào)速范圍大的交流電機(jī)驅(qū)動的，此電機(jī)具有較高的動剛度和較低的慣量，傳動部件是裝有自動消除間隙的兩個螺旋齒輪；通過彈簧推動其中一個齒輪消除間隙，加到彈簧上的力是可調(diào)的，因而使齒圈和兩個小齒輪的嚙合是無間隙的，同時將規(guī)定值的力加到小齒輪上，使其對齒圈有預(yù)加負(fù)荷，齒輪箱本身是用不多的齒輪而獲得很高的機(jī)械性能，間隙很小，通過CNC的高增益值操作此軸，可得到快速準(zhǔn)確的定位。在轉(zhuǎn)動B軸上，提供一個由錐齒輪傳遞運動的手動回轉(zhuǎn)驅(qū)動器，供緊急操作和維修之用。為保證安全，錐齒輪嚙合時，回轉(zhuǎn)電機(jī)電流即被斷開。齒圈應(yīng)保證定期注入鋰基潤滑脂。

圖2 傳動系統(tǒng)示意圖

2.5 工作臺直線進(jìn)給傳動（V軸）

如圖2，進(jìn)給傳動系統(tǒng)包括一個大直徑的滾珠絲杠，用二個軸承座架在床身上，剛度好，兩端能承受徑向和軸向載荷；在滑座上，靠近滾珠絲杠的位置上裝有一個雙螺母的絲母，具有消除間隙的作用，間隙的消除是在滾珠絲杠副制作時設(shè)定的，不能輕易調(diào)整。

2 .6 工作臺4×90°定位

如圖3，定位裝置安裝在回轉(zhuǎn)進(jìn)給箱相反一側(cè)，止動銷為一滑動件，由液壓缸驅(qū)動。工作臺上有四個可精確定位的位置，每隔90°一個。當(dāng)有指令時，止動銷進(jìn)入銷孔。限位開關(guān)檢驗滑動件的位置，當(dāng)滑動件處于工作臺四個位置之一時，工作臺不再回轉(zhuǎn)。止動銷沒有工作臺準(zhǔn)確定位的功能，只有在借助CNC控制的動力驅(qū)動下，才能準(zhǔn)確定位。只有在順時針方向回轉(zhuǎn)時，才能進(jìn)行分度。

圖34×90°精確定位示意圖

3 結(jié)論

ZTK50型重型數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的成功研制擴(kuò)大了大型數(shù)控落地銑鏜床加工復(fù)雜大型工件時的加工范圍，使機(jī)床能夠在一次裝夾后，完成更多工序的加工，大大提高了工件加工效率。