車(chē)床橫向進(jìn)給精度保障機構的研究
時(shí)間:2015-01-13 CA6140車(chē)床橫向進(jìn)給系統在連續的使用過(guò)程中,由于磨損等原因,使絲杠與絲母間隙過(guò)大,產(chǎn)生軸向竄動(dòng),影響進(jìn)給精度。通過(guò)調整可消除絲杠與絲母間的間隙,但實(shí)踐證明,這種調整方法只消除了絲母的磨損間隙,而沒(méi)有消除絲杠的磨損間隙。如果按絲杠磨損較大部位調整絲母,則在絲杠磨損較小部位可能因間隙過(guò)小而使進(jìn)給手柄轉動(dòng)太沉。
經(jīng)過(guò)長(cháng)期的觀(guān)察和實(shí)踐,發(fā)現幾乎所有的機床都在很大程度上存在著(zhù)進(jìn)給機構精度因磨損而嚴重下降的問(wèn)題。普通車(chē)床的橫向進(jìn)給機構因其使用頻繁且承受很大的切削力,所以,磨損程度較其它機床嚴重,如果能夠有效地解決車(chē)床的進(jìn)給精度問(wèn)題對其它類(lèi)似的機構都有指導意義。
幾十年來(lái),國內外車(chē)床一直采用上述的傳統結構,操作者在使用過(guò)程中必須經(jīng)常進(jìn)行調整,并把這項工作列入一級保養內容。因此,增加了工人的勞動(dòng)強度,降低了設備的利用率,即使這樣也不能很好地保證設備的精度。
1 常見(jiàn)改進(jìn)方案及存在問(wèn)題
針對普通車(chē)床橫向進(jìn)給機構的進(jìn)給精度問(wèn)題國內外專(zhuān)家多采用以下三種解決方案。
在中修或項修過(guò)程中,更換新的橫向進(jìn)給絲母。必要時(shí),對橫向進(jìn)給絲杠進(jìn)行修復,然后再配作絲母,這種辦法并沒(méi)有從根本上解決橫向定位精度問(wèn)題。機床只是在修復后最初階段能夠保障橫向進(jìn)給精度,數月后就進(jìn)人反復調整階段.而且加大了維修成本。
有的專(zhuān)家試圖用改進(jìn)橫向進(jìn)給絲杠支承結構或減小絲杠變形的方法來(lái)解決問(wèn)題。這種方案僅提高了絲杠的剛度,雖然能夠間接地減緩絲杠和絲母的磨損,但仍然沒(méi)有從實(shí)質(zhì)上解決問(wèn)題。這種方法的缺點(diǎn)是改造的成本和維修費用很大。
80年代中期,隨著(zhù)電子技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,國內外的專(zhuān)家們紛紛采用數控或數顯技術(shù)對機床進(jìn)行改造。采用數控技術(shù)改善機床進(jìn)給機構精度,尤其是采用閉環(huán)控制,很好地解決了進(jìn)給精度問(wèn)題。但是這種技術(shù)改造成本太高,一般企業(yè)無(wú)法承受。采用數顯技術(shù)改善機床進(jìn)給精度的實(shí)例在國內比較多,雖然這種方案比數控技術(shù)改造投資小,但考慮到投資收益比,也不適合普通車(chē)床這類(lèi)造價(jià)較低的設備改造,一般企業(yè)僅把這項技術(shù)應用于精、大、稀設備的改造,最常見(jiàn)的是造價(jià)幾十萬(wàn)元的鏜銑床改造。
2 新型精度保障機構的結構原理
經(jīng)過(guò)多年跟蹤國內外機床改造動(dòng)態(tài)和反復實(shí)驗研究,設計成功一種能夠在使用過(guò)程中動(dòng)態(tài)自動(dòng)消除因磨損而產(chǎn)生間隙的絲杠絲母機構,不但可以同時(shí)補償絲杠和絲母的磨損,還可以消除因絲杠彎曲產(chǎn)生的影響,其制作成木與原機構相當,在使用過(guò)程中達到了免維護的目的,成功地解決了確保橫向進(jìn)給精度穩定的問(wèn)題。
新型橫向進(jìn)給精度保障機構的結構,其原理是:在中拖板3上將原有的雙絲母拆下,用銑床在中拖板上按圖所示的位置鏜出一個(gè)階梯孔,再將襯套2裝上,圓柱型對開(kāi)絲母8可以在襯套內轉動(dòng)并上下移動(dòng),調整螺母6和螺栓1,即可改變彈簧7的壓力,使對開(kāi)螺母緊緊夾住絲杠4,從而消除絲杠、絲母之間的因磨損而產(chǎn)生的間隙。當絲杠、絲母在磨損較大部位況合時(shí),圓柱形對開(kāi)絲母8就在彈簧力的作用下,在襯套內同時(shí)向絲杠中心線(xiàn)方向移動(dòng),從而達到消除間隙的目的。如果絲母移動(dòng)到絲杠磨損較小部位處,對開(kāi)形絲母就逆彈簧力的作用方向在襯套內張開(kāi)一些,使絲杠、絲母配合運轉自如。這種結構的另一個(gè)作用就是當絲杠彎曲時(shí),可以使絲母在襯套內作上下移動(dòng)或轉動(dòng)來(lái)消除走刀誤差。經(jīng)過(guò)改造的車(chē)床在實(shí)踐使用中達到動(dòng)態(tài)調整的作用,并在數年的運行中保持穗定的橫向進(jìn)給精度達到免維護的目的。
3 應用實(shí)例
本文所設計的新型橫向進(jìn)給精度保障機構曾在某市汽車(chē)工業(yè)集團公司機械廠(chǎng)使用,從95年起至今,基本上處于免維護狀態(tài),日常使用和一級保養都不必去調整。在大批量生產(chǎn)中,尤其是需要加工不同外圓尺寸的零件時(shí),它具有很高的重復定位精度,誤差不超過(guò)0.01mm。因此,縮短了每個(gè)工序中重復定位對刀時(shí)間,顯著(zhù)提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。近年來(lái),在其它車(chē)床上進(jìn)行同樣的技術(shù)改造,也取得了良好的效果。