濟(jì)南市鴻慷機(jī)電設(shè)備有限公司位于交通便利的泉城濟(jì)南，是全球生產(chǎn)滾動(dòng)軸承和直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)---德國(guó)舍弗勒集團(tuán)在山東的授權(quán)代理商。公司專營(yíng)舍弗勒集團(tuán)旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要而誕生的專業(yè)化新型高端軸承公司。多年來(lái)一直從事軸承的銷售和售后技術(shù)支持，在機(jī)械行業(yè)技術(shù)方面有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，今天濟(jì)南鴻慷機(jī)電進(jìn)口軸承專家為大家介紹一下交叉滾子軸承在新型高速立式車床工作臺(tái)應(yīng)用設(shè)計(jì)案例。

 我國(guó)數(shù)控立式機(jī)床工作臺(tái)一般采用工作臺(tái)底座側(cè)面與立柱前端面聯(lián)接固定的方式。首先，工作臺(tái)底座與立柱的聯(lián)接剛度不高;其次，工作臺(tái)的中心與立柱的中心不重合，機(jī)床整機(jī)不是熱對(duì)稱結(jié)構(gòu);最后，工作臺(tái)在高速、重載條件下工作時(shí)，工作臺(tái)底座熱變形嚴(yán)重，工作臺(tái)在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作時(shí)精度穩(wěn)定性低，嚴(yán)重影響了機(jī)床的整機(jī)精度，并且工作臺(tái)的主傳動(dòng)需要單獨(dú)的主變速箱傳動(dòng)，傳動(dòng)鏈長(zhǎng)、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及傳動(dòng)效率低。

  目前，數(shù)控?cái)?shù)控立式機(jī)床工作臺(tái)導(dǎo)軌一般采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，滾動(dòng)導(dǎo)軌一般由1套雙列圓柱滾子軸承和2套推力軸承組成，工作臺(tái)端跳、徑跳精度分別需要徑向、軸向2種、共3套軸承來(lái)保證。現(xiàn)工作臺(tái)滾動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)軸承種類和數(shù)量多、零件多、成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于零件綜合累積誤差過(guò)大而使工作臺(tái)精度超差的問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生。而靜壓導(dǎo)軌工作臺(tái)結(jié)構(gòu)除了采用靜壓油室代替大型推力軸承承受工件載荷和切削力外，其余結(jié)構(gòu)與滾動(dòng)導(dǎo)軌工作臺(tái)結(jié)構(gòu)相同。靜壓導(dǎo)軌工作臺(tái)結(jié)構(gòu)還需要一套液壓裝置。靜壓導(dǎo)軌工作臺(tái)結(jié)構(gòu)的制造、日常維護(hù)成本高。

  1、新型高速數(shù)控立式機(jī)床工作臺(tái)結(jié)構(gòu)

  為了解決上述問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型高速數(shù)控立式機(jī)床工作臺(tái)結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1。該工作臺(tái)結(jié)構(gòu)主要由工作臺(tái)、齒圈組件、工作臺(tái)底座組件、Ⅱ軸組件、主電動(dòng)機(jī)組件和編碼器組件等組成。

圖1 數(shù)控立式車床工作臺(tái)結(jié)構(gòu)剖視圖

  1．1 工作臺(tái)底座組件的結(jié)構(gòu)

  交叉滾子軸承5內(nèi)環(huán)圓柱孔安裝在工作臺(tái)底座7上部定心外圓柱面上，內(nèi)環(huán)下端面靠緊工作臺(tái)底座7上部定心外圓柱面的軸肩。壓環(huán)4的下端面與工作臺(tái)底座7上部定心外圓柱面的上端面聯(lián)接配合，壓環(huán)4的外圈軸肩壓緊交叉滾子軸承5內(nèi)環(huán)上端面，將交叉滾子軸承5內(nèi)環(huán)軸向定位在工作臺(tái)底座7上。立柱10安裝在工作臺(tái)底座7后部上聯(lián)接面上。

  1．2 工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)

  工作臺(tái)1安裝在工作臺(tái)底座7的上部，工作臺(tái)1下端面與齒圈座2上端面聯(lián)接配合，工作臺(tái)1的下部定心止口外圓柱面與齒圈座2定心內(nèi)孔配合，并通過(guò)與齒圈座2配合的交叉滾子軸承5與工作臺(tái)底座7保持同心。工件和工作臺(tái)1的重量全部通過(guò)交叉滾子軸承5作用在工作臺(tái)底座7上。交叉滾子軸承5同時(shí)承受工作臺(tái)1、工件和切削力等載荷所產(chǎn)生的軸向力和徑向力。

  1．3 齒圈組件的結(jié)構(gòu)

  齒圈座2的圓柱孔安裝在交叉滾子軸承5外環(huán)的外圓柱面上，齒圈座2內(nèi)圓柱沉孔的臺(tái)階面壓緊交叉滾子軸承5外環(huán)上端面，齒圈3內(nèi)孔套在齒圈座2外圓柱面上，齒圈3上端面緊靠在齒圈座2外軸肩下端面上。法蘭盤(pán)6上端面安裝在齒圈座2下端面上，法蘭盤(pán)6沉孔端面壓緊交叉滾子軸承5外環(huán)下端面，將齒圈座2、齒圈3軸向定位在工作臺(tái)底座7上。

  1．4 Ⅱ軸組件的結(jié)構(gòu)

  Ⅱ軸9安裝在工作臺(tái)底座7右部Ⅱ軸孔中，齒輪8花鍵孔套在Ⅱ軸9上部花鍵軸上。齒輪8與齒圈3嚙合傳動(dòng)，卸荷法蘭盤(pán)13安裝在工作臺(tái)底座7的Ⅱ軸孔下端面上，深溝球軸承14內(nèi)環(huán)套在卸荷法蘭盤(pán)13的卸荷定心軸上，大皮帶輪12的內(nèi)孔套在深溝球軸承14的外環(huán)上。花鍵套15的花鍵孔套在Ⅱ軸9下部的花鍵軸上，花鍵套15的沉孔端面壓在深溝球軸承14外環(huán)端面上，并通過(guò)深溝球軸承14將大皮帶輪12軸向定位在Ⅱ軸的下部。聯(lián)組皮帶11對(duì)大皮帶輪12的拉力通過(guò)深溝球軸承14、卸荷法蘭盤(pán)13作用在工作臺(tái)底座7的Ⅱ軸孔下端面上。

  1．5 主電動(dòng)機(jī)組件的結(jié)構(gòu)

  電動(dòng)機(jī)座18安裝在工作臺(tái)底座7的后部側(cè)面上，減速器17下端面安裝在電動(dòng)機(jī)座18上端面上。主電動(dòng)機(jī)16與減速器17直聯(lián)傳動(dòng)，并安裝在減速器17上端面上。小皮帶輪19內(nèi)孔固定在減速器17的輸出軸上，聯(lián)組皮帶11套在小皮帶輪19、大皮帶輪12的V形槽上。

  1．6 編碼器組件的結(jié)構(gòu)

  下法蘭盤(pán)23安裝在工作臺(tái)底座7中部的中心孔

  上端面上，編碼器22安裝在下法蘭盤(pán)23上部聯(lián)接面上。上法蘭盤(pán)20安裝在工作臺(tái)1中心孔臺(tái)階面上，小軸21安裝在上法蘭盤(pán)20的中心處，并通過(guò)編碼器22的聯(lián)接接頭與編碼器22相聯(lián)接。

  2、新型工作臺(tái)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

  該工作臺(tái)采用整體式熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)，立柱底面坐在工作臺(tái)底座后部上聯(lián)接面上，立柱與工作臺(tái)底座的聯(lián)接剛度高，立柱中心與工作臺(tái)底座中心重合，工作臺(tái)熱穩(wěn)態(tài)精度高。工作臺(tái)的主傳動(dòng)采用主電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器二檔變速后，通過(guò)聯(lián)組皮帶直接將主電動(dòng)機(jī)扭矩傳至工作臺(tái)Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)，工作臺(tái)主傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)效率高。

  本工作臺(tái)結(jié)構(gòu)具有熱對(duì)稱、動(dòng)靜剛度高、精度高、精度保持性好、承受載荷大、轉(zhuǎn)速高、軸承種類和數(shù)量少、零件數(shù)量少、成本低、可靠性高、工藝性好的特點(diǎn)。

  3、新型高速式車床工作臺(tái)的工作過(guò)程通過(guò)按鈕站控制主電動(dòng)機(jī)16得電，主電動(dòng)機(jī)16通過(guò)減速器17降速后驅(qū)動(dòng)小皮帶輪19旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)聯(lián)組皮帶11將扭矩傳遞給大皮帶輪12，再通過(guò)花鍵套15帶動(dòng)Ⅱ軸9、齒輪8旋轉(zhuǎn)、齒輪8與齒圈3嚙合傳動(dòng)通過(guò)齒圈座2驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)1旋轉(zhuǎn)。工作臺(tái)1通過(guò)固定在其中心孔處的上法蘭盤(pán)20、小軸21帶動(dòng)編碼器22旋轉(zhuǎn)，編碼器22將工作臺(tái)1的轉(zhuǎn)速反饋給數(shù)控系統(tǒng)形成閉環(huán)控制。

  4結(jié)語(yǔ)

  新型高速數(shù)控立式機(jī)床工作臺(tái)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)在1．6m數(shù)控?cái)?shù)控立式機(jī)床上使用后驗(yàn)證，該工作臺(tái)結(jié)構(gòu)具有極限轉(zhuǎn)速高、承受載荷大的特點(diǎn)，可承受外載荷的軸向力、徑向力和顛覆力矩，大大提高了機(jī)床的可靠性，并能大幅度降低機(jī)床成本。

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