设计与研究Design and Research
重型数控立式车床垂直刀架设计
李立强姜辉
（齐重数控装备股份有限公司，黑龙江齐齐哈尔161005）
摘要：通过研制了双伺服电动机、双滚珠丝杠传动的垂直力架结构，使滑枕承受左右滚珠丝杠的进给力相
互平衡，左右滚珠丝杠进给力引起的翻转扭矩为零，使滑枕处于最佳受力状态。通过取消了平衡滑枕重量的液压油缸，彻底消除了平衡油缸的回油速度慢对滑枕Z轴快速移动速度和精度的制约。
关键词：左右伺服电动机驱动左右滚珠丝杠传动双失电制动器制动
中图分类号：TG519.1
文献标识码：A
Rail head design of CNC heavy duty lathe
LI Liqiang, JIANG Hui
(Qiqihar Heavy CNC Equipment Co.,Lid.,Qiqihar 161005,CHN)
Abstract: The preparation of double servo motor, double ball screw transmission vertical head structure, make
slide bear left and right ball screw feed force balance each other, and the left and ball screw feed force caused by turning torque is zero, so that the ram in the best state of stress. By canceling weight balance ram hydraulic cylinder, the constraints of balancing cylinder oil return speed on RAM Z axis moving speed and accuracy are eliminated completely.
Keywords: Left and Right Servo Motor Drive ; Left and Right Ball Screw Drive; Double Electricity Loss Brake
目前，加工直径在10m以上的重型数控立式车床垂直刀架滑重量一般在6t以上，滑枕Z轴垂向进给机构一般为一套伺服电动机通过减速箱降速后驱动滚珠丝杠传动，垂直刀架配置有一套液压油缸平衡装置，液压油缸平衡滑枕70%以上的重量。由于受到液压系统回流能力不高的制约，滑枕的快速移动速度一般不超过4m/min。原因是在滑枕快速移动速度增加时，平衡油缸的回油阻力增速极快，极速增加的平衡油
合下也同步转动，当刀架或溜板箱端出现过载时，花键套压缩弹簧弹力变化面发生轴向移动，传动齿轮端面内钢球在花键套端面径向容留槽上产生打滑，光杆输出轴停止转动，保护进给传动链的过载损坏。
压缩弹簧承受过载力的大小通过调节螺套压缩弹黄簧变化量确定。在进给箱体上设计有调节螺套转动调整用工艺螺孔，螺孔在过载保护值确定调节后用螺钉
6紧固封闭。 3应用效果
本过载保护机构中的传动齿轮2既是进给动力输人的传动零件，又是光杆输出轴过载保护作用时的失
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缸回油阻力远远大于伺服电动机的额定输出扭矩，在滑枕的快速移动速度达到4m/min时，平衡油缸的回油速度已接近极限状态，经带出现伺服电动机报警、液压管路系统崩溃现象。为了避免这种情况的发生，一般采取降低垂直刀架快速移动速度的办法。由于滑枕的快速移动速度慢，使得机床的工作效率低。传统的重型数控立式车床垂直刀架整体布局不合理，在传统的重型数控立式车床垂直力架结构中，滚珠丝杠和平
效保护零件。过载保护传动机构产生的双向轴向力都由光杆输出轴内部承担，机构对进给箱不产生附加作用力。在机床产品中应用效果良好，整体传动稳定可靠、过载保护机构占有空间小、易调整。
参考文献
[1]成大先.机械设计手册[M].5版.北京：化学工业出版社,2009[2］陈立德.机械设计基础[M].2版.北京：高等教育出版社,2004
作者：王其松，男，1968年生，副教授，高级工程师，主要从事机电一体化方向的产学研工作，获中国专利23项，已发表论文13篇。
（编辑李静）（收稿日期：2012-0621）
文章编号：130424
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