超重型卧式车床尾座套筒热伸长的补偿及抗震、缓冲的结构

雷 宇

(齐齐哈尔二机床(集团)有限公司，黑龙江 齐齐哈尔161005)

超重型卧式车床尾座套筒热伸长的补偿及抗震缓冲结构由弹簧销、碟簧、法兰盘、垫圈、螺母、调整垫、丝杆等主要元件组成。其特征在于:工件在切削过程中会受到切削力的作用产生切削热。切削热使工件产生热伸长变形量，且主轴箱主轴本身结构为定位支承。故伸长量的补偿完全由尾座套筒结构补偿，且尾座套筒在预加负载力的随动旋转过程中也会产生一定的热伸长，并在顶紧工件过程中，大质量动态载荷的冲击所产生的应力会对其心轴组件造成精度走失。故在螺母与丝杆连接处，利用多点碟簧组所产生的预变形量去补偿工件受切削应力产生的切削热、主轴自身的热变形及抗震缓冲能力，从而实现刚形体的柔性功能。

1 技术背景

目前，公知的尾座顶紧力的大小、补偿量及抗震缓冲能力结构的合理应用直接影响到其加工工件的精度保持性。传统尾座套筒应用热伸长及抗震缓冲能力的结构为整体式碟簧组弹性变形原理，但用于超重型卧式车床尾座热伸长补偿上，靠单片碟簧组配已经远远达不到所需的动能参数。

就此特性，本结构的目的在于使用多点受力原理，使其承受的热伸长量、缓冲以及振动，均匀地分布给各个受力点，通过预算的伸长量以及顶紧过程中所承受的振动及缓冲力，对各碟簧点逐一地调整预紧力，使得整个刚性体形成一种柔性连接。从而满足了结构空间限制的前提下单组碟簧无法实现的功能。

2 结构及工作原理

结构形式如图1 所示;工件在切削过程中会受到切削力的作用而产生切削热。切削热使工件产生热伸长变形量，且主轴箱主轴本身结构为定位支承，故伸长量完全由尾座结构补偿。尾座套筒2 受到卡紧装置11 的约束后，尾座顶尖12 通过芯轴组件10 将热伸长量、轴向切削力传递给丝杠9。使得内应力无法释放，产生应力变形直接影响工件的加工精度。为克服热伸长及顶紧过程中所承受的变量因素对尾座内部传动链带来的变形和振动，故在丝母7 与丝杠9 连接处，利用图1 右视图所示多点弹性缓冲原理，将碟簧组4 通过法兰套5、弹簧销3，固定于尾座套筒2 上。用调整垫8调整各个受力点的碟簧组4 预紧力，来达到对热伸长量的补偿、顶紧过程中的冲击和振动。从而实现刚形体的柔性功能。

3 实例应用

本结构应用在我国首台自行研制的CK61700 X200/300 超重型数控卧式车上，使工件受切削应力产生的切削热、主轴自身的热变形伸长及抗震缓冲能力得到了可靠的补偿和缓冲，大幅度提高了该数控重型卧式车床的加工精度及加工效率。

4 结语

该结构用多点受力取代了整体受力的原理，使得应力释放均匀而平稳，对现今的重载高精机床设备精度的提高及稳定性的保证起到革新的作用。