[一种数控车床编程尾架接触刚性及精度保证的解决方案] 数控车床刚性攻丝编程

　　摘 要：介绍一种能液压锁紧、并可沿a、b面对尾架轴心进行调整的尾架结构。该结构主要用于数控车床编程尾架，既能消除尾架的运动间隙保证尾架与床身间的接触刚性，又能沿a、b面对尾架轴心进行调整；此装置在实际使用中表明其具备以上特点，保证了机床加工精度，提高了机床的适应性。
　　关键词：编程尾架 液压锁紧 双向调心 接触刚性
　　
　　1、前言
　　在制造业，效率和品质是永恒的主题，而现代制造业效率和品质是靠装备来保证的。数控车床这一制造业通用装备也在随着制造业的发展而发展，编程尾架作为数控车床满足制造业效率和品质需求的常用手段已成为中高档数控车床的标准配置。
　　
　　2、技术背景
　　为保证编程尾架的自由移动，尾架体与床身导轨之间必须留有间隙，而此间隙会急剧降低尾架与床身导轨间的接触刚性，影响尾架芯轴的重复定位精度，从而影响机床的加工精度。为解决这一矛盾，以往的做法主要有两种：一种是在尾架体与导轨的接触面上粘贴塑料导轨板，将尾架体与导轨之间的间隙留得尽量小；另一种是在b向装有锁紧油缸，将尾架体沿b向拉紧在导轨上。但第一种办法不能消除间隙，尤其当工件较重时塑料导轨板将有一定的变形，第二种办法虽然能将尾架体锁死在导轨上，但因a向无锁紧编程尾架往复移动后在a向的位置不能确保，两种办法均不能从根本上解决矛盾。（a向为在刀尖运动平面内垂直主轴轴线的方向，b向为同时垂直于刀尖运动平面及主轴轴线的方向）。
　　另外由于床身导轨的加工精度有限，以及热变形等问题，当加工的零件精度要求较高且零件长度不等时，尾架芯轴回转中心必须可以调整。以往的做法主要有三种：第一种将尾架垂直a向的基面做成斜面，并配置镶条，通过调整镶条的位置，以及刮研尾架b向基面来改变尾架中心的位置；第二种将尾架体沿水平方向分成上下两体，并在两体间安装调整板，通过改变两体的相对位置以及调整板的厚度来改变尾架中心的位置；第三种是将尾架套筒做成偏心结构，通过旋转套筒来改变尾架中心的位置。以上三种办法均不能方便的实现尾架中心在a、b两方向的分别调整。
　　针对以上技术缺陷，下面就来介绍一种即能解决编程尾架自由移动与尾架与床身间接触刚性及机床加工精度之间的矛盾，又可以实现尾架芯轴回转中心在a、b两方向的分别调整的编程尾架结构。
　　3、结构及原理
　　图1为液压锁紧双向可调心编程尾架的结构简图，其原理是：为解决尾架芯轴的重复定位精度，在尾架a、b两方向分别设有锁紧油缸组7、8，当尾架由驱动系统移动至目标位置后，a向锁紧油缸7动作将尾架推靠在床身a向基准导轨面A上，然后b向锁紧油缸8动作将尾架拉靠在床身b向基准导轨面B上，这样尾架芯轴每次的工作位置基本不会发生变化，具有较高的定位精度。为实现尾架芯轴回转中心在a、b两方向的分别调整，将尾架沿垂直于次平面并与主平面成一定角度的平面C分割为上下两体2和4，并在尾架与床身a向基准导轨面A间安装镶条9（镶条与尾架体之间的接合面为斜面），同时为保证调整时尾架芯轴回转中心与主轴中心的平行度在尾架上下体2和4之间设有平行于主轴的基准板3（尾架芯轴回转中心及尾架a、b向基准面均与此基准板平行），当需要改变芯轴回转中心的a向位置时只需通过镶条调整螺钉10调整镶条与尾架体的位置即可，当需要改变芯轴回转中心的a向位置时只需通过调整装置5调整尾架上下体之间的相对位置即可。采用以上方法尾架的调整可以方便准确的进行。
　　
　　4、应用效果
　　本编程尾架结构已应用在宁夏新瑞长城机床有限公司LC系列缸筒数控车床上，通过长达一年的使用验证证明本结构能够很好地解决编程尾架自由移动与机床加工精度之间的矛盾，同时可方便地在a、b两方向对尾架芯轴回转中心分别进行调整。
　　另外也发现，为保证足够的锁紧力，锁紧油缸使用的液压油压力较大，再加上油缸动作频繁，密封圈容易磨损，从而导致漏油现象的发生。此问题需要进一步优化解决。
　　
　　5、结语
　　液压锁紧双向可调心编程尾架的应用可以大大提高编程尾架的精度和效率，从而为制造业带来一定的经济效益和社会效益，不失为一种解决编程尾架自由移动与尾架与床身间接触刚性及机床加工精度之间的矛盾的良好方案。
　　
　　参考文献：
　　[1]邹慧君．机械原理课程设计手册[M]，北京：高等教育出版社，2003．
　　[2]成大先．机械设计手册：5版[M]．北京：化学工业出版社，2008．
　　[3]现代实用机床设计手册编委会．现代实用机床设计手册[M]．北京：机械工业出版社，2006．□