数控车床升降式尾架设计

数控车床升降式尾架设计

周永良,刘桂芝

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(1.南京数控机床有限公司,江苏南京211100;2.南京工程学院,江苏南京211167)摘󰀁要:介绍了一种可以沿着与数控车床主轴中心垂直方向移动的尾架-升降式尾架装置,该

尾架可以偏离主轴中心让出空间,突破性地解决长工件装夹及轴端加工受限制的难题。关键词:数控车床;尾架;升降

中图分类号:TG659󰀁󰀁文献标志码:B󰀁󰀁文章编号:1671-5276(2010)05-0066-02

SlidingTailstockofCNCLathe

ZHOUYong-liang1,LIUGu-izhi2

(1.NanjingCNCMachineToolCo.,Ltd.,Nanjing211100,China;

2.NanjingInstituteofTechnology,Nanjing211167,China)

Abstract:TheSlidingtailstockcanmoveintheverticaldirectionofZaxes.Thetailstockcancompletelysolvetheproblemwhichoc-cursinfinishingthelongpartandtheterminalsurfacebecauseitcandeviatefromthecenterlineofspindletogetmorespace.

Keywords:CNCLathe;tailstock;sliding

现设计了一种新颖的尾架,一种可以沿着与主轴中心

0󰀁引言

卧式数控车床在对较长工件进行加工时,尾架是必备

的功能部件。目前普遍采用的尾架有2种:1)手动锁紧及手动控制尾架移位的手动尾架;2)液压锁紧、油缸或电动机驱动尾架移位并参与机床切削编程的自动尾架。尾架在使用时,必须在零件切削调整阶段将其移动到机床的适当位置并锁紧在机床导轨上,工件在切削过程中,只有尾架的套筒可以伸缩,尾架体是不能移动的。同时,为了保证伸出的尾架套筒有一定的支撑刚度,套筒伸缩长度是有限的。如果所切削的工件既需要在尾架顶紧时径向切削,又需要尾架套筒缩回时刀架上刀具运动到主轴中心去作轴向加工,有时尾架套筒缩回让出的空间不足以避让刀架切削运动所需行程范围,经常会造成尾架干涉刀架,此时整个尾架必须往后移动让出干涉空间。对于长度较长的工件,因工件夹持的原因(夹具夹持位置远离卡盘端面),在上、下料时工件必须要脱开夹持位置,此时整个尾架必须往后移动一大段距离让出上、下料空间。

对于上述两种情况,手动尾架已无法实现自动加工,只有自动尾架可以实现工件加工自动化。自动尾架在工件的切削过程中,可以由程序控制尾架液压锁紧及尾架整体移动。

如果当所加工的工件长度尚未达到机床的最大加工长度规格,但尾架往后移动到机床导轨的末端尚不能避让干涉空间,则加工该工件只能改用加工长度规格更大的机床,大大增加了设备投入成本。

垂直的方向移动的尾架󰀁󰀁󰀁升降式尾架,该尾架可以偏离主轴中心让出空间,使得配置该尾架的机床可以方便地进行上下料及端面加工。

1󰀁升降式尾架结构介绍

升降式尾架结构由图1~图4表示:图1所示为尾架体在工作位置(位于主轴轴线上);图2所示尾架体处在下降后的位置,偏离主轴轴线,此时装夹工件或工件作端面加工;图3为图1的P向视图;图4为图1的M-M剖视图。结合附图,升降式尾架装配关系如下:尾架下体2由两块尾架压板6及两排螺钉固定在机床导轨3的适当位置上,驱动油缸5由钩铰及支座固定在尾架下体2上,驱动油缸5的活塞杆与尾架上体1螺孔相联接。两根滑动导轨4通过两排螺钉固定在尾架下体2上,滑动导轨4上加工了一段直齿条。两个锁紧油缸7由螺钉固定在尾架上体1上,锁紧压板8由两个螺钉分别与两个锁紧油缸7的活塞杆相联接,锁紧压板8左右两边是直齿条,分别与滑动导轨4上的齿条相啮合。锁紧压板8前后两侧做成锥面,分别与尾架上体1两个锥面配合,用来控制上下齿条啮合间隙。

2󰀁升降式尾架工作原理

图1及图4表示尾架处于工作位置,此时锁紧油缸7进油口A进油,锁紧压板8左右两边直齿条在锁紧油缸7的活塞杆拉动下与滑动导轨4上的齿条相啮合,尾架上体

作者简介:周永良(1966󰀁󰀂),男,江苏太仓人,毕业于合肥工业大学机械设计及制造专业(5年制),学士学位,主要从事数控机床及非

标自动化设备的设计与研究工作。

󰀁66󰀁http:󰀁ZZHD.chinajourna.lnet.cn󰀁E-mai:lZZHD@chainajourna.lnet.cn󰀁机械制造与自动化󰀁󰀁机械制造与研究󰀁周永良,等󰀁数控车床升降式尾架设计

图4󰀁M-M剖视

1通过锁紧油缸7的作用力紧紧地固定在滑动导轨4上,并且通过齿条啮合实现高刚性定位,锁紧压板8前后两侧的锥面,分别与尾架上体1两个锥面配合,保证尾架上体1的尾架套筒中心与主轴中心高精度重复定位。

当尾架需要下降时,由电气控制液压油路的电磁换向阀换向,锁紧油缸7进油口B进油,锁紧压板8在锁紧油缸7的活塞杆推动下与滑动导轨4上的齿条迅速脱离,即可松开锁紧压板。当行程开关检测到锁紧油缸7作用到位后(此时锁紧压板8左右两边直齿条齿面低于滑动导轨4的下滑面),由电气控制的驱动油缸5的电磁换向阀换向,驱动油缸5的进油口A进油,尾架上体1在驱动油缸5的活塞杆拉动下下降,到达图2所示位置。

当尾架需要上升时,由电气控制的驱动油缸5的电磁换向阀换向,驱动油缸5的进油口B进油,尾架上体1在驱动油缸5的活塞杆推动下上升。当行程开关检测到驱动油缸5作用到位后,由电气控制的锁紧油缸7的电磁换向阀换向,锁紧油缸7的进油口A进油,使得上下齿条啮合,尾架复位到达图1所示位置,尾架进入下一个循环动作。

3󰀁结语

尾架上体在驱动油缸的驱动下,可以偏离主轴中心让出上下料及端面加工的空间,突破性地解决长工件在卧式数控车床上装夹及轴端加工受限制的难题。

对于同样的底座床身,配置该尾架的机床,因避开了尾架整体后移的空间加大了零件加工长度,其加工能力得到提升,使得该机床的性价比大大提高。

同时,该配置的机床在加工较长工件时,上下并装夹工件不用轴向移动尾架,不仅提高了生产效率,而且减少了对机床z轴导轨的磨损,提高了机床的精度保持性。参考文献:

[1]机床设计手册(3)󰀁部件、机构及总体设计󰀁[M].北京:机械

工业出版社,1986.

[2]机械设计手册下册󰀁液压传动和气动󰀁[M].北京:化学工业

出版社,1983.

收稿日期:2010-03-23

MachineBuildingAutomation,Oct2010,39(5):66~67󰀁67󰀁