加工中心機床旋轉(zhuǎn)工作臺制動用薄壁剎緊環(huán)
加工中心機床剎緊可靠性決定了機械加工時零件的精度以及表面質(zhì)量。我們在試制該型轉(zhuǎn)臺過程中，發(fā)現(xiàn)原有的一套剎緊系統(tǒng)可靠性不高。工作臺面處于剎緊狀態(tài)時，施加相應(yīng)的載荷，于工作臺******外圓處支表讀數(shù)，彈性變形回復(fù)后，殘余位移仍達到0.04 mm，不符合0.02mm的設(shè)計要求。為此，我們擬增加一套剎緊系統(tǒng)以提高剎緊可靠性。1結(jié)構(gòu)原理 鑒于該型轉(zhuǎn)臺采用的是直驅(qū)電動機，導(dǎo)致轉(zhuǎn)臺內(nèi)部徑向空間狹小，且用戶限定了軸向高度。在此條件下，我們設(shè)計開發(fā)了結(jié)構(gòu)緊湊的薄壁剎緊環(huán)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。 其工作原理為薄壁剎緊環(huán)與基體相聯(lián)接(基體固定)，薄壁剎緊環(huán)薄壁處在內(nèi)側(cè)呈圓周分布的液壓力的作用下產(chǎn)生彈性變形川，緊貼在旋轉(zhuǎn)體內(nèi)壁，產(chǎn)生摩擦力，進而達到剎緊旋轉(zhuǎn)體的效果。2重要參數(shù)的分析 該薄壁零件在設(shè)計過程中需要確定幾個重要的參數(shù)，羅列如下。 (1)作用于薄壁處的液壓力F。該值的確定應(yīng)遵循兩個原則:①薄壁在該力的作用下處于完全彈性變形;②保證作用于旋轉(zhuǎn)體內(nèi)壁的力達到剎緊要求。 (2)薄壁厚度t。該數(shù)值在整個剎緊環(huán)的設(shè)計中處于重要地位，需尋求平衡點。該值如果較小，則薄壁變形效果越好，即剎緊能力越強。但同時，較小的壁厚將會增加機械加工的難度，應(yīng)力集中、熱形變等因素將會造成壁厚不均勻，影響剎緊能力。而壁厚值過大，將造成變形困難，需提供極大的液壓力F。 (3)薄壁剎緊環(huán)與旋轉(zhuǎn)體之間的間隙。該數(shù)值同樣需尋求平衡點。既不能過大，也不能過小。過大會促使薄壁剎緊環(huán)必須產(chǎn)生大變形量才能起到剎緊作用，這將使薄壁環(huán)處于頻繁的“大變形一大回復(fù)一大變形”的過程中，嚴重影響其壽命。間隙過小則對薄壁剎緊環(huán)的機械加工帶來困難，如前所說，薄壁的加工過程中會有變形、應(yīng)力集中，導(dǎo)致在沒有剎緊時，薄壁的高點已經(jīng)與旋轉(zhuǎn)體內(nèi)壁形成摩擦，降低薄壁環(huán)的使用壽命。3結(jié)論與展望 (1)本文建立了薄壁剎緊環(huán)的設(shè)計方法，計算出參數(shù)F、t以及σ的數(shù)值，并順利實施了生產(chǎn)，避免了盲目設(shè)置剎緊環(huán)及周邊結(jié)構(gòu)的參數(shù)，加快了開發(fā)進程。到目前為止，該型轉(zhuǎn)臺剎緊系統(tǒng)可靠無故障，運行良好，并實現(xiàn)了經(jīng)濟效益。 (2)對于該薄壁剎緊環(huán)加工難度大，控制節(jié)點多的問題，需進一步研究，其加工過程中的熱變形量與切削參數(shù)的關(guān)系、應(yīng)力釋放與熱處理的關(guān)系等問題仍依賴于經(jīng)驗值，需實現(xiàn)這些問題的量化研究，形成更好的指導(dǎo)作用。