加工中心刀具摆动轴径向锁紧机构

引言
随着空间曲面等复杂型面零件需求量不断加大，国内外许多学者对多轴联动数控加工中心，尤其是带回转轴的多轴联动数控加工中心进行了研究和改进［１－４］。随着对曲面零件加工要求的不断提高，五轴联动加工中心不仅要求回转轴与其他直线轴联动，还要求回转轴可以实现任意角度的锁紧，以保证加工精度。
利用五轴联动叶片加工中心加工叶片的叶冠、叶根、凸台等平面时，为了保证加工形状与加工精度，刀具摆动轴必须保持静止不动的状态［５－７］。但是刀具切削工件时的切削分力会改变摆动轴原有的静止状态，影响平面的加工精度。目前国内金属切削数控加工中心的回转轴很多不具备任意角度的锁紧功能，少数带有锁紧功能的加工中心基本上均采用径向锁紧机构［８－９］。但是由于径向锁紧机构占用轴向尺寸，使得回转主轴加长，从而降低回转轴刚性，且其对回转主轴和径向锁紧用夹紧套的加工精度要求高，难以调整，锁紧效果较差，并且占用大量加工中心空间。
针对径向锁紧机构的不足，本文提出一种液压锁紧机构，该锁紧机构不仅锁紧效果好，而且占用较小的轴向尺寸，安装调整方便，可以实现回转轴任意角度的锁紧。在实际工作状态中，通过调整液压油的压力来调整锁紧力的大小，以达到最佳的锁紧效果。
１液压锁紧机构的结构与工作过程
１．１液压锁紧机构的结构布置
图１为液压锁紧机构装配简图。液压锁紧机构主要由刀具摆动轴箱体１、调整柱２、密封圈３、弹性摩擦片４、压缩弹簧５、活塞６、端盖７、油缸套８等组成。在刀具摆动轴箱体端面上固定有表面质量很高的端盖和油缸套，形成了封闭的环形槽，该环形槽用于容纳液压油。活塞在液压油压力的作用下在环形槽中实现轴向滑动。活塞内外圆装有Ｏ型密封圈，其通过与活塞和油缸套之间的摩擦力实现了密封。弹性摩擦片与刀具摆动轴之间装有调整垫，用以调整弹性摩擦片与活塞和刀具摆动轴箱体之间的距离，以达到最好的使用效果。
采用这种液压锁紧机构可以实现回转轴任意角度锁紧，不仅结构紧凑，便于调整，而且锁紧力可调，锁紧刚性好，可广泛用于旋转轴任意角度锁紧的多轴数控加工中心。
１．２液压锁紧机构的工作过程
当刀具摆动轴摆动到某一角度需要锁紧时，系统发出锁紧信号，收到信号后液压站开始向锁紧机构供油，液压油不断进入到端盖与油缸套之间的密封腔体中。当液压油压力大于恢复弹簧的压力后，油缸开始向前滑动；滑动到一定距离后，油缸前端面接触到弹性摩擦片，弹性摩擦片在力的作用下开始发生弹性形变；当弹性摩擦片变形达到一定程度后，弹簧组就会被完全压到安装孔内，使弹性摩擦片与刀具摆动轴箱体铸件前端面接触。随着压力的增大，弹性摩擦片与箱体铸件之间的摩擦力也不断增大，当摩擦力大于刀具摆动轴部件的偏摆力矩时，刀具摆动轴将静止不动，实现了刀具摆动轴的锁紧功能。当摩擦力达到理想值时保持液压站的压力，即可加工叶片两端导流槽等内凹式平面。当需要解除锁紧功能时，机构的运动过程与上述动作向。
该种新型的液压锁紧机构锁紧过程和解除锁紧过程的运动比较复杂，但是响应速度很快，仅为０．５ｓ，而且这种锁紧机构的作用力完全是内部应力，避免了液压锁紧机构对其他零件的干扰，间接地保证了机床的精度。

宇匠数控备注：为保证文章的完整度，本文核心内容由PDF格式显示，如未有显示请刷新或转换浏览器尝试，手机浏览可能无法正常使用！

结论
本文提出一种新型液压锁紧机构，并从机构的原理、机构的具体结构与工作过程、机构的设计与分析计算等方面对其进行研究，重点对活塞Ｏ型圈摩擦力、活塞与压缩弹簧之间的压力、偏转力矩等几个关键参数进行了详细的分析和计算。分析结果表明，所提出的液压锁紧机构在理论情况下完全能够满足使用要求。
该液压锁紧机构不仅噪声低、调节范围广、结构形式灵活、适用于旋转轴类机构的锁紧，而且它提高了加工中心机床使用的安全性以及机床整体结构的稳定性，使机床的性能得到了很好的改善，为国产机床整体精度的提高提供了保证。

加工中心刀具摆动轴径向锁紧机构

加工中心相关内容

星瀚系列高速加工中心

星瀚S系列高速加工中心

超声波陶瓷雕铣中心

CNC加工中心钻攻异型散热器的夹具设计

五面体加工中心

产品中心

星瀚S系列高速加工中心

星瀚系列高速加工中心

超声波陶瓷雕铣中心

联系我们

产品中心

数控文章

其它栏目

关注官方微信

加工中心 相关内容

星瀚S系列高速加工中心

星瀚系列高速加工中心

超声波陶瓷雕铣中心

联系我们

其它栏目

关注官方微信

加工中心相关内容