[发明专利]大型机床横梁用导轨卸荷装置及挠度补偿方法

说明书

技术领域

 本发明涉及大型机床技术领域，具体地说是一种大型机床横梁用导轨卸荷装置及挠度补偿方法。

背景技术

随着核电、矿山、重型机械行业产品规格不断加大升级，对大型、重型加工设备的需求极为迫切，加工设备的大型、重型化，就会出现许多的技术问题需要解决。其中大型单柱立车横梁的挠度补偿及导轨卸荷就是一个亟待解决的关键技术，它直接影响着大型单柱立车的主要精度。

为满足百万千瓦级压水堆核电大型关键零件压力壳等关键部件的加工，超大规格专用单柱移动立式车铣复合加工机床应运而生，为适应大功率、大扭矩的加工要求及保证加工精度，超长悬臂型横梁的刚性也需大大增强，横向滑板及滑枕铣头的自重也显著增加，由此产生了一系列问题：一、超长悬臂（简支）型横梁由于自重产生挠曲变形，造成横梁基准导轨变形；二、横向滑板及滑枕铣头的自重全部加载到横梁的基准导轨上，增加横梁导轨的负荷，造成横梁基准导轨变形；三、机床运行时，随着横向滑板运行距离的加大，横向滑板与横梁基准导轨支撑面之间的压力增大，摩擦力随之加大，增加了机床的额外载荷，使镶条磨损加剧，影响机床的运行精度。

经检索，CN 101462232A网上公布了一种横向滑板用导轨卸荷装置，其特征是在横向溜板上平面开75°斜孔，通过螺纹连接固定螺母，横梁加工15°斜导轨，镶装钢带，溜板斜孔内安装轴承支架，起导向作用，下端通过销轴安装有调心滚子轴承，在横梁钢带上滚动，上端与固定螺母之间安装有蝶形弹簧片，

这种结构主要用于中小型横梁的数控机床上，其有益效果是可以减小横梁基准导轨的压力，降低横梁与横向滑板之间的镶条摩擦，使横梁受力均匀分布，减小横梁变形，降低横向滑板拖动力。其不足是：要求横梁有足够的刚性，不能有效地补偿横梁的挠度变形。

CN 102126158A 网上公布了一种在机床横梁上安装有卸荷梁的，卸荷梁上表面加工为凸形线，在刀架上安装有卸荷轮及卸荷轮平衡装置，卸荷轮安装在偏心轴上，偏心轴两侧设有轴承，在偏心轴一端设置有小轴，该小轴与平衡机构轴相接触；卸荷轮平衡机构轴按只在支座中，其支座与卸荷轮平衡机构轴之间设有弹簧，在支座的端部设置有弹簧和卸荷轮平衡机构轴的封堵和调节装置。

目前的数控机床上，以上两种补偿、卸荷方式方式均有采用，方式一主要应用于

方式二是目前应用较为广泛的一种补偿、卸荷方式，可以较为有效地减小横梁基准导轨承载的负荷，提高刀架滑座在横梁上移动的直线度；其不足之处是：卸荷装置结构复杂，卸荷梁上表面凸形加工难度较大；卸荷力的大小是依靠弹簧预紧量和运行过程中弹簧的压缩量来决定的，无法根据横梁自身的刚度变化，弹簧预紧量调整操作难度大，在使用过程中，经常会出现因卸荷力过大导致调心滚子轴承损坏的问题。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足之处，提供一种结构新颖、控制原理简单，操作简单、补偿范围广、机床精度高、工件加工质量高的大型机床横梁用挠度补偿、导轨卸荷补偿方法及卸荷装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种大型机床横梁用挠度补偿、导轨卸荷补偿方法，其特征在于具体步骤如下：

1）、补偿间距和补偿点的确定：根据悬臂（简支）梁的挠度变形情况，通过理论计算，根据斜率逼近的原则将卸荷梁分成若干个补偿间距，相邻的补偿点之间按直线处理，及卸荷梁上表面的横切面由若干段直线组成，加工卸荷梁上表面；

2）、电气补偿值的确定：通过实验方法采集每个直线度补偿点及补偿间距的直线度变动量，通过控制电液比例压力阀的压力值纠正直线度变动量，将横向滑板中心两侧的左卸荷油缸和右卸荷油缸的压力设定值分别成比例的对应为输入电信号；

3）、电气控制执行：将左卸荷油缸和右卸荷油缸的压力设定值对应的电信号分别输入到机床的数控系统中，在横向滑板工作状态下，横向滑板在相应补偿点的间距内，通过系统调取左卸荷油缸、右卸荷油缸的压力设定值对应的电信号来自动补偿横向滑板的直线度误差，达到自动调节横向滑板作用于卸荷导轨上的卸荷力，保证横向滑板对横梁基准导轨的作用力均匀分布，从而起到自动补偿横向滑板运动直线度精度的作用。