[实用新型]重型数控落地式铣镗床的滑枕挠度补偿机构

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造设备，一种用于重型数控落地式铣镗床的滑枕挠度补偿机构。 

技术背景

近年来，随着能源、冶金、工程机械等行业的飞速发展，这些行业领域的许多关键零部件都趋于大型化、复杂化，且各加工面要求的精度也很高，这就要求金属切削机床发展的重点主要集中在大扭矩，大行程，高精度的重型机床。 

数控落地式铣镗床是一种用于大型零部件机械加工的通用机械，广泛应用于能源、冶金、工程机械等行业，其最主要的结构特征一是采用立柱支撑，二是由主轴箱和滑枕构成悬臂式运动部件。重型数控落地式铣镗床是指主轴直径不小于160mm，滑枕行程不小于1200mm，（行程不小于1200mm即大行程滑枕）主轴行程不小于1000mm的落地式铣镗床。而大行程滑枕伸出时由于自身自重引起弯曲变形，从而影响到机床精度。所以说对于大行程滑枕的变形补偿问题是落地式铣镗床制造技术的主要难点。 

目前，解决滑枕伸出变形主要补偿方法包括：1.利用预应力挠曲加工方式实现挠度补偿，采用数控加工方法将滑枕的变形部分预先加工去除，使滑枕在工作伸出时处于平直状态，该方法能够产生一定的补偿效果，但对滑枕的加工与装配要求较高；2.通过机床数控系统实现滑枕挠度补偿的方法，该方法利用数控系统自动检测滑枕挠度，通过控制Y轴上升相应的位移来实现补偿，但它仅补偿了滑枕的挠度，滑枕的弯曲变形并未考虑；3.采用电液比例控制方式对滑枕低头进行补偿，虽然取得了一定的补偿效果，但是电液比例控制需要准确把握滑枕各个阶段的变形函数，对于快速运动的滑枕来说往往会出现很大的偏差；4.采用液压重心偏心补偿法，在主轴箱前后分别安装一个平衡锤以平衡因主轴箱重心变化导致的滑枕低头，该方法操作简单，但是因滑枕自身重力引起的滑枕低头没有彻底解决。如果滑枕的挠度不能很好的解决，则当主轴伸出时，无疑滑枕的弯曲变形对主轴悬垂起了放大的作用，从而影响了主轴移动的直线度。因此，重型数控落地式铣镗床需要一种简易实用的机构实现大行程滑枕变形的自动补偿。 

发明内容

本发明的目的是提供一种重型数控落地式铣镗床的滑枕挠度补偿机构,给滑枕施加一种外载荷，产生与重力引起的弯曲变形大小相等且方向相反的变形，平衡掉导致变形的重力，解决重型数控落地式铣镗床大行程滑枕伸出时挠度变形的问题。 

一种重型数控落地式铣镗床的滑枕挠度补偿机构,其特征在于采用拉杆补偿法给滑枕施加一种外载荷，对挠曲变形进行补偿：在滑枕内部上方两角安装两个细长拉杆，给拉杆提供拉力的液压油缸固定在滑枕后端，拉杆将滑枕、拉杆、油缸三者串组后利用液压油缸后端套筒螺帽将其固定；在拉杆与活塞之间设计一个套筒，起到活塞与拉杆之间的连接作用，套筒与拉杆之间通过螺帽在拉杆后端将其固定为一体；拉杆与活塞之间无相对运动，通过活塞上的挡环将活塞与套筒两者固定；液压油通过管接头进入到两组油腔带动活塞在油缸内做轴向微小往复滑动，带动拉杆使滑枕产生一个向后的拉力，通过调整拉杆拉力来补偿滑枕因重力引起的弯曲变形。 

在滑枕自身及主轴等附件重力的作用下，滑枕在伸出过程中必定会产生挠曲变形，因此本发明滑枕挠度补偿的思路就是：给滑枕施加一种外载荷产生与重力引起的弯曲变形大小相等且方向相反的变形，平衡掉导致变形的重力。考虑到拉杆较长，而加工安装油封所用的环形槽对加工设备及加工方法要求较严，故设计一个套筒，起到过渡拉杆和活塞的作用。由于滑枕的截面空间有限，油缸不可能做得太大，同时系统的压力也不可能无限提高，因此采用增压式油缸。 

本发明的特点是通过滑枕挠度补偿机构不仅能实现滑枕移动直线度的自动补偿，同时主轴的移动直线度也能显著提升，如滑枕的挠度问题解决后，因主轴的材质为特殊材质，刚性较强，自身变形量小，则主轴的挠度问题也迎刃而解。 

附图说明

图1是已有技术的数控落地式铣镗床结构示意图； 

图2是本发明的滑枕内部双拉杆安装布置示意图；

图3是本发明的油缸内部结构示意图；

图4是本发明的套筒结构示意图；

图5是本发明的挡环结构示意图。

具体实施方式

现有的数控落地式铣镗床结构见图1，底部床身1及滑座6上垂直安装立柱2，立柱2的一侧立面上侧挂主轴箱3，水平状态的滑枕4在数控落地式铣镗床中起到连接主轴箱3和主轴5的作用。滑枕4整体外形为长方体，轴向四面均为导轨面，内部安装铣轴和镗轴。滑枕及镗轴可以做前后方向移动，当滑枕及镗轴伸出较长时，滑枕就会产生弯曲变形。