眾所周知,數控鉆孔設備的機械結構逐漸脫離普通機床的機械結構,演變成自己獨特的機械結構,這不僅體現在主傳動系統和進給傳動系統的功能部件上,也充分體現在支撐部件的組成上。南田自動化工公司的廠長在這里介紹了鉆孔機的床身結構和導軌結構。
首先,床
床身是鉆孔機的主體,是整個機床的基本支撐。一般用于放置導軌、車頭等重要部件。床身的結構對機床的布局有很大的影響。根據數控機床的不同類型,床身的結構也是多種多樣的。數控銑床和T型中心的床身結構與數控車床不同。比如T型中心的床身有兩種:定柱式和動柱式。前者適用于中小型立式和臥式T型機床,后者可分為整體T型床和前后床分開組裝的T型床。T形床身由水平放置的前床身和垂直于前床身的后床身組成。整體床身剛性好,精度保持性好,但鑄造加工不方便。但分離式T型床身的鑄造和加工工藝性有了很大提高,在剛性和精度保持方面基本能滿足使用要求,因此可用于大中型犁的臥式加工中心。
二、導軌
鉆孔機導軌主要用于支撐和引導運動部件沿著一定的軌道運動。導軌副中的運動部分稱為運動導軌,固定部分稱為支撐導軌。移動導軌相對于支撐導軌有兩種運動形式:直線運動和旋轉運動。機床的加工精度和使用壽命很大程度上取決于導軌的質量,而加工精度高的數控機床對導軌的要求更高,如導向精度高、靈敏度高、高速進給時不振動、低速進給時不爬行、耐磨性好、高速重載條件下長期連續(xù)運行、精度維護好等。目前數控機床廣泛采用滾動導軌和低摩擦系數涂塑導軌,也采用靜壓導軌。
1.滾動導軌
滾動導軌是在導軌面之間放置滾珠、滾柱或滾針等滾動體,使?jié)L動摩擦不是導軌面之間的滑動摩擦。滾動導軌靈敏度高,摩擦系數小,動靜摩擦系數差別很小,所以運動均勻。特別是低速行駛時,不易爬行;定位精度高,重復定位精度可達0.2“Yrl”;牽引力小,移動輕便;磨損小,精度保持性好,使用壽命長。但是滾動導軌抗振性差,防護要求高,結構復雜,制造困難,成本高。根據滾動體的類型,可分為以下幾類。
(1)滾珠導軌。這種導軌承載能力小,剛性低。為了防止導軌面產生壓坑,導軌面一般采用淬硬鋼制成。滾珠導軌適用于數控鉆孔機床,運動部件輕,切削力小。
(2)滾輪導軌。該導軌的承載能力和剛度大于滾珠導軌,適用于重載數控機床。但對安裝撓度有很大的反作用,當支架軸線與導軌平行度誤差較小時,也會產生偏差和側向滑動,加速導軌磨損,降低精度。
(3)滾針導軌。滾針的長徑比大于滾針的長徑比。滾針導軌具有體積小、結構緊湊的特點,主要適用于導軌尺寸有限的數控鉆床。
(4)直線滾動導軌(簡稱直線導軌)。圖2 33為直線滾動導軌副的外形圖,由一個lo組成
直線滾動導軌具有摩擦系數低、精度高、安裝維護方便的特點。由于直線滾動導軌是一個獨立的部件,對機床的支撐導軌部分要求不高,既不需要硬化,也不需要磨削或刮削,只需要精銑或刨削。因為這種導軌可以預緊,所以剛性高。
2.線性導軌
兩個直線滾動導軌通常成對使用,可以水平、垂直或傾斜安裝。當長度不夠時,可以安裝多個加長件。為了保證兩條或多條導軌平行,通常采用一條導軌作為基準導軌,安裝在床身的基準面上,其底面和側面都有定位面。另一個導軌為非參考導軌,床上沒有側定位面。這種安裝形式稱為單導軌定位。單導軌定位安裝方便,保證平行度,對床身側定位面無平行要求。
當振動和沖擊較大,精度較高時,兩個導軌的側面要定位,稱為雙導軌定位。2.附塑導軌滑動導軌具有結構簡單、制造方便、接觸剛度大的優(yōu)點。傳統的滑動導軌是金屬對金屬摩擦,摩擦阻力大,動靜摩擦系數差異大,低速時容易爬行,因此除了經濟型簡易數控機床外,其他數控機床都沒有使用過。目前數控機床中廣泛使用的涂塑導軌是金屬與塑料之間的一種摩擦形式,也屬于滑動摩擦導軌。塑料導軌是用粘貼的方法在金屬導軌表面粘貼一層塑料軟帶,常用的是聚四氟乙烯導軌軟帶,其特點是:
(1)動靜摩擦系數差異小,低速無爬行,運動平穩(wěn),可獲得較高的定位精度。
(2)耐磨性好。塑料軟帶含有青銅粉、二硫化鉬、石墨等??梢宰晕覞櫥?,延長導軌副的使用壽命。
(3)阻尼性能好。塑料具有良好的阻尼性能,其減振降噪性能對提高摩擦副的相對運動速度具有重要意義。
(4)工藝性好。粘貼塑料軟帶可以降低對金屬導軌基體硬度和表面質量的要求,塑料易于加工,可以使導軌副接觸面獲得優(yōu)異的表面質量。
3.靜壓導軌
靜壓導軌是指在兩個相對運動的導軌面之間引入一定壓力的潤滑油后,稍微提升運動導軌,在導軌面之間填充潤滑油形成的油膜,保證導軌面在液體摩擦的情況下工作,不磨損,精度保持性好。在工作過程中,隨著外加載荷的變化,導軌表面油腔的油壓可由自動效應引起。靜壓導軌多用于數控磨床。
(1)靜壓導軌是將一定壓力的油通過節(jié)流器輸送到導軌表面的油腔中,形成支撐油膜,1、t4H與相互接觸的金屬表面分離,實現液體摩擦。該導軌摩擦系數小(約0.0005),機械效率高。由于導軌面之間有一層油膜,吸振性好;導軌面互不接觸,不磨損,使用壽命長,低速運行不易爬行。這種導軌的缺點是結構復雜,需要液壓系統。成本高,油膜厚度難以保持恒定。
(2)靜壓導軌根據導軌形式可分為開式和閉式。