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1、第23卷第12期甘肃科技Vol.23No.122007年12月GansuScienceandTechnologyDec.2007双主轴双刀库立式加工中心机床设计牟世维(宁夏大河数控机床有限公司,宁夏银川750004)摘要:较系统地介绍了双主轴双刀库立式加工中心的设计要点及机床“承栽能力”和“响应性能”分析。关键词:双主轴关联精度;传动系统惯量;立式机床中图分类号:TG519近年来随着汽车等行业的快速发展,对现代制用V1050D的冷却、排屑、防护,做为机床总体方案。造技术设备提出了更高的要求,在这些行业的生产机床主要技术参数线上大量的普通机床和专用机床被数控机床取代,工作台其零件的加工精度加工
2、效率也在不断的提高.由于工作台面积1320x560mm加工中心类数控机床具有计算机控制,刀具自动交工作台承载800kg工作台面距地面距离40mm换,各座标轴可跟随计算机作点位,连续运动,工件座标行程一次装夹可完成钻孔,攻螺纹,镗孔,铣平面,三座标X座标行程1050mm插补铣圆,铣螺旋线等多种工序的加工的功能,因此Y座标行程560mm也越来越广泛的应用于这些领域。加工中心又称数Z座标行程620mm控自动换刀镗铣床,分立式和卧式两种,立式加工中主轴端面距工作台面距离110～730mm心应用于较复杂的曲形零件,小型箱体类零件.卧式主轴加工中心应用于较复杂的大型曲形零件,箱体类零主轴数量2件.立式加
3、工中心相对于卧式加工中心结构简单制主轴直径Φ65mm造容易一些,近年来得到了广泛的应用。双主轴间距270mm立式加工中心为适应市场提高效率、缩短单工主轴锥孔BT40拉钉规格P40T件的加工节拍时间的要求,又在单主轴的基础上发刀柄规格BT40展了双主轴立式加工中心。其结构形式有两种,一主轴转速60～6000转/分种是双Z轴双主轴箱方式,其功能是可以同时进行主轴传动齿型带传动(1:1)两个不同或相同的工序的加工,但其结构要求在立主轴电机功率11/15kw连续/(30分)柱上设置两个Z轴的导轨及相应的设施,对数控系座标移动速度统也有较高的要求,并且在普通立式加工中心上无快速移动速度X、Y15m/分
4、、Z10m/分。法通过改进的方式来实现。另一种是单Z轴单主进给速度1～3600mm/分轴箱双主轴方式,其功能是可以同时进行两个相同刀库的工序的加工,并且可以在普通立式加工中心的基左刀库础上进行改进设计。本文以笔者设计的并在笔者所选用标准凸轮刀库刀库容量24把在公司为用户制造的后一种机床为例来阐述双主轴刀柄规格BT40立式加工中心的结构特点及设计要点。右刀库选用反向凸轮刀库1机床总体方案及主要技术参数刀库容量24把根据用户提供的被加工零件的工序要求和加工刀柄规格BT40范围确定选用机型,选定V1050D立式加工中心做座标定位精度0.015mm主机,通用其床身、滑座、工作台、立柱部分,设计双座标
5、重复定位精度0.008mm主轴主轴箱,确定左右刀库的规格并设计其安装,通数控系统FANUC0IMC系统36甘肃科技第23卷根据主电机最大扭矩70Nm可初步确定切削2双主轴主轴箱设计能力,查有关手册可得高速钢钻头钻削钢、钻双主轴主轴箱的要求主要有两个方面,一是几Φ25mm孔、每转0.12mm进给量、切削扭矩31.何精度的要求,二是满足两个主轴的同步旋转及主3Nm、切削抗力3780Nm。双主轴同时钻所需扭矩轴定向可进行调整等功能的要求。第一项如何保证T=31.3X2=62.6Nm,主电机最大扭矩70Nm可以几何精度是设计中的难点,也是设计成的关建所满足扭矩要求。钻孔切削抗力作用在Z轴上,需进在。
6、每个主轴的工作精度均应满足以下各项要求:1行Z轴伺服电机负载扭矩计算。主轴锥孔轴线的径向跳动、轴端0.007mm、距主轴Tm=F.S/2πη端面300mm处0.017mm(俗称主轴振摆)。2主轴式中F(钻孔切削抗力)=3780NmX2=旋转轴线对工作台面的垂直度、0.015/300mm(俗7560Nm称轮表)。3主轴箱沿Z座标(立柱导轨)方向移动S(滚珠丝杠螺距)=0.01m对主轴旋转轴线的平行度、0.014/300(俗称走表)。η(传动效率)=0.8上述3向精度中第1项主轴振摆是主轴部件的自身Tm=7560X0.01/2X3.14X0.8=15.05Nm精度要求,而后两项则是两个主轴的关联
7、精度。Z轴伺服电机选FANUCα22型交流伺服电实现一个主轴上述后两项精度的方法是机床装机,其主要技术参数:功率3KW、最大扭矩22Nm、2配时刮研主轴箱导轨面以保证第3项要求,刮研立转速1500转/分、转子惯量0.12KgCmSec,可满足拄底面以保证第2项要求。如果采用在一个主轴箱负载扭矩要求。上设置两个主轴安装孔的方案,则这两个孔的平行精度要求极高,加工难以保证,装配后超差也没有后4机床“响应性能”分析
