重型臥式車床尾座設(shè)計

王　雷

(齊重數(shù)控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

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重型臥式車床尾座設(shè)計

王雷

(齊重數(shù)控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

通過對尾座體、尾座移動傳動鏈、尾座套筒及其傳動鏈、卡盤及卡盤夾緊機構(gòu)和自動潤滑機構(gòu)的設(shè)計，保證了重型臥式車床內(nèi)部傳動振動小、扭矩足夠大、并驗證了氣動馬達代替電動機的想法，對機床發(fā)展的多樣性起到了很重要的推動作用。

尾座；傳動；氣動馬達；自動潤滑；設(shè)計分析

尾座是重型臥式車床最為關(guān)鍵的部件之一，尾座的作用是輔助頂緊工件，甚至卡緊工件，在工件轉(zhuǎn)動時要求工件轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，這就要求尾座內(nèi)部傳動振動小且具有大的頂緊力；筆者介紹的重型臥式車床尾座是一種特殊的臥車結(jié)構(gòu)，該臥車坐落于龍門銑機床基座平板上，有獨立的床頭箱、床身及尾座結(jié)構(gòu)，用于加工曲軸類工件，臥車的床身及尾座可隨時吊離基座平板，使龍門銑獨自工作。由于此原因，本尾座不方便電氣元件參與(即機床尾座無電工作)。

1　尾座主要結(jié)構(gòu)及設(shè)計

尾座結(jié)構(gòu)如圖1，主要由尾座體、尾座移動傳動鏈、尾座套筒及其傳動鏈、卡盤及卡盤夾緊機構(gòu)、自動潤滑機構(gòu)等部分組成。每個結(jié)構(gòu)都發(fā)揮著各自的作用，不可或缺，同時它們又組成了一個統(tǒng)一的整體，共同完成了夾緊、傳遞、輸出、移動，保證了整個尾座的正常運轉(zhuǎn)。

1.1尾座體設(shè)計

尾座體為整體箱式結(jié)構(gòu)，采用低應(yīng)力高強度灰口鑄鐵鑄造而成，經(jīng)有限元分析計算，合理布置箱體的外部形狀和內(nèi)部筋板窗口結(jié)構(gòu)。尾座體重量較大，采用三導(dǎo)軌設(shè)計，中間承受力比較集中，斜拉筋結(jié)構(gòu)更能起輔助支撐作用。經(jīng)自然時效和振動時效處理，保證了尾座體具有充足的剛性、抗震能力、和降低噪音等特點。

1.2尾座移動傳動鏈設(shè)計

尾座移動是由氣動馬達(回轉(zhuǎn)氣缸)驅(qū)動，通過手控閥、氣控閥、換向閥等機構(gòu)控制尾座前后移動。氣動馬達是在機床領(lǐng)域上新的嘗試，具有大扭矩、柔性驅(qū)動、安全防爆等優(yōu)點，同時氣動馬達可頻繁快速啟動、停機、換向，而且不需要控制器，方便快捷。氣動馬達通過聯(lián)軸器連接蝸桿軸，蝸桿與蝸輪嚙合，蝸輪帶動齒輪轉(zhuǎn)動，沿固定于床身的齒條咬合運動，使尾座在床身上前后移動。此結(jié)構(gòu)馬達提供了大扭矩轉(zhuǎn)動，經(jīng)蝸輪蝸桿降速增扭矩，即可實現(xiàn)近18 t重的尾座以1 500 mm/min的速度前進。馬達通過過渡體把合在尾座體上，可充分的保證剛度及抗振性，氣控連接中安裝消音器，降低噪音污染。

1.3套筒移動組件及其傳動鏈設(shè)計

因為套筒部位是為了頂緊最大可承受50 t曲軸工件而設(shè)計的結(jié)構(gòu)，選擇直徑為630 mm的大規(guī)格套筒，套筒支撐軸承采用寬系列重型軸承，并以最佳的跨距布置，前支撐點靠近前端面，無懸伸受力，同時頂尖與尾座主軸采用短錐形式連接，確保套筒主軸系統(tǒng)具有足夠的抗彎剛性，這是保證重型工件回轉(zhuǎn)精度的前提條件。套筒移動與尾座移動相同，采用了更大規(guī)格的氣動馬達提供動力，經(jīng)齒輪嚙合傳遞至絲杠軸，通過絲母把合套筒，帶動套筒移動，實現(xiàn)前進和后退。

1.4卡盤及其夾緊機構(gòu)的設(shè)計

尾座卡盤需要卡緊工件的同時，可以隨套筒伸出一定的長度?？ūP使用球墨鑄鐵材質(zhì)，經(jīng)球墨化處理，可實現(xiàn)更高的強度、硬度、耐磨性。合理布置箱內(nèi)筋板，采用短錐結(jié)構(gòu)與主軸連接，在卡盤上部兩側(cè)添加兩個可伸出的夾緊體，用碟形彈簧和標(biāo)準螺釘，通過人工操作即可完成此功能。

1.5自動潤滑裝置的設(shè)計

由于本尾座應(yīng)用于重型機床，其中各傳動鏈、軸承、套筒、導(dǎo)軌等部位均需要潤滑油，故此處利用自制簡易柱塞泵及單向閥組裝而成一種自動潤滑結(jié)構(gòu)。在蝸桿軸上安置一凸輪，隨馬達的啟動而旋轉(zhuǎn)，柱塞泵活塞桿頂緊凸輪，進行往復(fù)運動，柱塞泵兩側(cè)安裝兩個單向閥，一個連接至油箱進行吸油，一個連接排油管供潤滑。這樣即可實現(xiàn)當(dāng)尾座移動開始工作時，凸輪帶動活塞桿運動，不斷完成吸油排油的過程。

(編輯孫德茂)

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Design and analysis of heavy horizontal lathe tailstock

WANG Lei

(Qiqihar Heavy CNC Equipment Co., Ltd., Qiqihar 161005, CHN)

Through the design and analysis of tailstock body, tailstock mobile transmission chain, tailstock sleeve and the drive chain, chuck and chuck clamping mechanism and automatic lubrication mechanism, to ensure that the heavy horizontal lathe internal drive vibration is small, toque is large enough, and verify the idea of air motor instead of the motor, play a very important role in diversity of machine development.

tailstock; transmission; air motor; automatic lubrication; design and analysis

TH122

B

王雷,男,1987年生,助理工程師，主要從事機床研發(fā)設(shè)計工作。

2015-08-31)

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