一種關(guān)于數(shù)控車床床頭箱主軸結(jié)構(gòu)改造的方案設(shè)計(jì)

滕志

摘 要：文章介紹了在增大床頭箱主軸孔徑的情況下，床頭箱主軸的齒輪、主軸軸承、編碼器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的改造的方案設(shè)計(jì)，有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：主軸；齒輪；軸承；編碼器

引言

隨著數(shù)控車床的快速發(fā)展和普及，客戶對(duì)數(shù)控車床的需求在不斷的變化。對(duì)于一些大批量的零件，在粗加工階段，若采用大規(guī)格加工設(shè)備來完成零件的加工，會(huì)降低加工設(shè)備的使用率，增大損耗。如果選用規(guī)格相近的改造機(jī)床，則可以滿足客戶的需求，也會(huì)為客戶節(jié)省一定的費(fèi)用。

本文介紹一種在增大床頭箱主軸孔徑的情況下，主軸結(jié)構(gòu)改造的方案設(shè)計(jì)。

1 主軸的結(jié)構(gòu)型式

主軸是床頭箱主要部件。如圖1所示，床頭箱主軸1，前端裝有雙列圓柱滾子軸承2，后端裝有一組角接觸軸承6；中部裝有傳動(dòng)齒輪，大齒輪3和小齒輪4；反饋齒輪5是用來傳遞轉(zhuǎn)速給編碼器。

編碼器是床頭箱主軸的反饋部件，編碼器通過聯(lián)軸器和傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)軸的前、后端均裝有軸承，軸承規(guī)格不同；在中間位置裝有齒輪，與主軸的反饋齒輪相嚙合，傳遞主軸轉(zhuǎn)速給編碼器。

2 主軸結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計(jì)

2.1 主軸傳動(dòng)齒輪的改造設(shè)計(jì)

主軸孔徑的增大，會(huì)使裝在主軸上的齒輪相應(yīng)改變。在兩傳動(dòng)軸間距確定的情況下，齒輪模數(shù)不變，直徑增加會(huì)使齒輪齒數(shù)增加，直徑減小會(huì)使齒輪齒數(shù)減少，則小齒輪的齒數(shù)增加，嚙合齒輪的齒數(shù)減少，大齒輪齒數(shù)不變，嚙合齒輪與小齒輪的傳動(dòng)比變小[1]。

與改造前相比較，低檔位時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速、扭矩不變；高檔位時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速降低，扭矩增大。

2.2 主軸軸承結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計(jì)

主軸軸承結(jié)構(gòu)[2]可以參考原有設(shè)計(jì)，需要擴(kuò)大軸承規(guī)格。先確定主軸后端軸承規(guī)格，通過階梯軸的設(shè)計(jì)，選出前端軸承。經(jīng)校核，床頭箱前端面軸承孔會(huì)與相鄰的軸孔干涉。需另行設(shè)計(jì)。

對(duì)主軸軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行新的方案設(shè)計(jì)，如圖2所示，采用雙支點(diǎn)各單向固定結(jié)構(gòu)[3]，主軸的前、后端均采用單列圓錐滾子軸承，但后端軸承規(guī)格略小。經(jīng)方案設(shè)計(jì)，減少階梯軸的階數(shù)，選出符合規(guī)格的兩端軸承。經(jīng)校核，此方案可行。

2.3 主軸編碼器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的改造設(shè)計(jì)

主軸編碼器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以參考原有設(shè)計(jì)，需要增大一對(duì)嚙合齒輪的直徑，傳動(dòng)比為1。經(jīng)校核，修改后的齒輪與床頭箱體干涉。需另行設(shè)計(jì)。

對(duì)主軸編碼器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行新的方案設(shè)計(jì)，將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)放在床頭箱外部。編碼器裝在床頭箱上部，通過傳動(dòng)軸，連接一個(gè)同步帶輪；在主軸后端安裝另一個(gè)同步帶輪，兩個(gè)同步帶輪置于同一側(cè)，通過同步帶連接，傳動(dòng)比為1。經(jīng)校核，此方案可行。

3 結(jié)語

本文是介紹在床頭箱主軸孔徑增大的情況下，主軸結(jié)構(gòu)改造的方案設(shè)計(jì)。方案優(yōu)先保留大部分的零部件，通過對(duì)關(guān)鍵部件的修改，使床頭箱滿足一定的要求。相信會(huì)對(duì)主軸結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計(jì)有一定的參考價(jià)值和積極作用。.

參考文獻(xiàn)

[1]陳心昭，權(quán)義魯.現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[2]王愛玲.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床機(jī)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M].北京：兵器工業(yè)出版社，1999.

[3]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2006.

（作者單位：大連機(jī)床（數(shù)控）股份有限公司）