【編者按】大連華根機(jī)械有限公司承擔(dān)的“千臺(tái)國(guó)產(chǎn)加工中心可靠性提升工程”課題，按照專(zhuān)項(xiàng)要求，對(duì)機(jī)床展開(kāi)了大規(guī)模的升級(jí)研究，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的主軸打刀機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)瘩邀，確保了新結(jié)構(gòu)能夠有效提高機(jī)床主軸的精度保持性，從而有效提高機(jī)床的可靠性和使用壽命茵窃。

　　主軸打刀傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　普通的主軸打刀裝置（如圖1所示）主要包括：打刀缸依矿、主軸體、主軸拉桿和碟簧等漏北。主軸拉桿位于主軸體內(nèi)范蛉，與打刀缸的活塞桿在同一軸線上，并在主軸體內(nèi)上下滑動(dòng)舵牛。機(jī)床在換刀時(shí)份噪，打刀缸活塞的力作用于主軸拉桿上，迫使碟簧變形松刀援制。此作用力經(jīng)主軸體通過(guò)主軸軸承傳遞到主軸箱體戏挡。為保證拉刀可靠，主軸拉刀力通常都較大晨仑，例如褐墅，加工中心常用的BT40刀柄拉刀力在8kN左右，打刀缸打刀力在10kN左右洪己；BT50刀柄拉刀力在15kN左右妥凳，打刀缸打刀力在20kN左右。如此大的作用力頻繁作用在主軸軸承上答捕，將造成主軸軸承滾道受損逝钥，影響主軸精度，使主軸軸承壽命大大縮短拱镐。由于加工中心的精密主軸軸承都比較昂貴晌缘，在軸承配置上承受反向作用力的能力較差，因此這種打刀裝置使用起來(lái)很不經(jīng)濟(jì)痢站。

　　主軸打刀新結(jié)構(gòu)

　　為了解決此問(wèn)題磷箕，現(xiàn)在的機(jī)床一般使用如圖2所示的帶反扣卸荷的主軸打刀裝置，包括：打刀缸悯女、主軸侍肯、拉桿、碟簧犀震、彈性體身犯、主軸箱體和主軸軸承。主軸通過(guò)軸承與主軸箱體活動(dòng)連接禀坝，主軸拉桿位于主軸體中心的空腔中动娄，與打刀缸的活塞桿在同一軸線上，其上端套接在一圓筒形滑動(dòng)壓塊中伟秩，并與滑動(dòng)壓塊固定連接篓疚。滑動(dòng)壓塊的外徑與主軸體的內(nèi)徑相配合猿悔，可在主軸體內(nèi)上下滑動(dòng)掂演。主軸拉桿的下端穿過(guò)環(huán)形下限位塊，末端通過(guò)拉釘與刀柄連接角葱。碟簧位于滑動(dòng)壓塊與環(huán)形下限位塊之間栓拜，其外徑與主軸體內(nèi)徑相配合，還包括環(huán)形連接塊惠昔、反扣盤(pán)和浮動(dòng)反扣壓塊幕与。環(huán)形連接塊為圓筒形結(jié)構(gòu)，位于打刀缸的法蘭下方镇防。浮動(dòng)反扣壓塊位于環(huán)形連接塊的下方啦鸣，為中間有階梯孔的圓柱形結(jié)構(gòu)，該階梯孔上大下小营罢。連接螺栓將浮動(dòng)反扣壓塊赏陵、法蘭及環(huán)形連接塊固定在一起。反扣盤(pán)為T(mén)形環(huán)狀體結(jié)構(gòu)饲漾，套在浮動(dòng)反扣壓塊的階梯孔中蝙搔，其外徑小的部分的直徑比浮動(dòng)反扣壓塊中大孔的直徑稍小，其外徑大的部分的直徑比浮動(dòng)反扣壓塊中大孔的直徑稍大考传，反扣盤(pán)與浮動(dòng)反扣壓塊之間有0.3～0.5mm的間隙吃型，主軸體的頂端套在反扣盤(pán)的通孔中，與反扣盤(pán)固定連接僚楞。

　　在浮動(dòng)反扣壓塊外緣處的圓周上開(kāi)有通孔勤晚，彈性體導(dǎo)桿的下端穿過(guò)該通孔，鎖緊在位于浮動(dòng)反扣壓塊下方與主軸箱體固定連接座板的螺紋孔里闽芳，形成固定連接倘粮。彈性體穿設(shè)在導(dǎo)桿上扑详，其頂端與彈性體導(dǎo)桿的頂端固定，其末端與浮動(dòng)反扣塊的上頂面相接觸乱一。

　　主軸打刀新結(jié)構(gòu)工作原理

　　采用上述結(jié)構(gòu)后涕留，由于浮動(dòng)反扣壓塊與打刀缸為一體，機(jī)床需要換刀時(shí)之搅，打刀缸的活塞桿向下運(yùn)動(dòng)唁返。當(dāng)打刀缸的活塞桿力作用在主軸拉桿上時(shí)，主軸體內(nèi)碟簧的反作用力很大丹叨，彈性體被壓縮辨迷，使浮動(dòng)反扣壓塊連同打刀缸向上頂起，從而消除了反扣盤(pán)和浮動(dòng)反扣壓塊之間0.3～0.5mm的間隙洁乏，浮動(dòng)反扣壓塊與反扣盤(pán)結(jié)合成一體袁暗，即浮動(dòng)反扣壓塊向上浮動(dòng)并托住反扣盤(pán)，使打刀缸活塞桿的力不會(huì)通過(guò)主軸體作用到主軸軸承上产舞，保證了主軸軸承的精度不受損魂奥。

　　彈性體在確保松刀動(dòng)作完成后，可使浮動(dòng)反扣壓塊可靠復(fù)位易猫，反扣盤(pán)與浮動(dòng)反扣壓塊之間0.3～0.5mm的間隙可靠回復(fù)耻煤，避免了主軸高速回轉(zhuǎn)時(shí)，反扣盤(pán)與浮動(dòng)反扣壓塊之間發(fā)生劇烈摩擦准颓。

　　由于彈性體導(dǎo)桿的導(dǎo)向哈蝇，可防止彈性體歪斜，也可防止打刀缸歪斜攘已。

　　在這種結(jié)構(gòu)中炮赦，彈性體的選擇至關(guān)重要。彈性體剛度過(guò)小样勃，反扣盤(pán)和浮動(dòng)反扣壓塊之間0.3～0.5mm的間隙不能可靠保持吠勘，主軸高速回轉(zhuǎn)時(shí)，反扣盤(pán)和浮動(dòng)反扣壓塊之間可能發(fā)生劇烈摩擦峡眶；彈性體剛度過(guò)大剧防，打刀缸的打刀力又大部分作用到主軸軸承上，起不到卸荷作用骡榨。

　　力學(xué)分析表明爹舱，主軸軸承承受的作用力，如果忽略打刀缸的重力和相關(guān)摩擦力寻僧，正好等于消除反扣盤(pán)與浮動(dòng)反扣壓塊之間0.3～0.5mm間隙的彈性體的彈力皿遏。因此，當(dāng)彈性體此時(shí)的彈力等于或大于碟簧的彈力時(shí)堪渠，此機(jī)構(gòu)將不起任何作用丧忍。

　　結(jié)論

　　本課題研究提出了主軸打刀新結(jié)構(gòu)半泪，該結(jié)構(gòu)避免了將打刀力作用于主軸軸承，從而有效延長(zhǎng)了主軸精度的保持時(shí)間参挨。實(shí)際應(yīng)用表明融辈，該結(jié)構(gòu)能有效提升機(jī)床的可靠性。

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