镗铣专用机床滑枕变形补偿的研究与应用

摘 要：在数控落地镗铣床的基础上改造的专用机床，针对专用机床的滑枕因工作伸出自重产生的变形问题，设计一种经济实用的辅助支撑结构，用来补偿滑枕的变形问题。

关键词：落地镗铣床；专用机床；滑枕变形；补偿

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.021

0 前言

數控落地镗铣床作为机床工业的主流产品，已成为实现装备制造业现代化的关键设备，可进行箱体的孔系镗孔加工，以及钻孔、扩孔、铰孔、切螺纹、切沟槽和平面的铣削加工。

在船舶、汽轮机、重型电机、重型机床和其它电力、能源、军工、橡胶、矿业、冶金等重型机器制造行业更是必不可少。正因其加工能力强，使用范围广等优点，很多专用机床都是在数控落地铣镗床的主结构上进行定制改造。

1 专用设备整机设计与结构简介

TK6210A卫星主结构装配组合修正设备是我公司在落地镗铣床的主结构上进行定制改造，主要组成包括：立柱、床身、电主轴、回转工作台、数控系统、测量系统、辅助操作系统及附件。

床身安装在地基上，是设备的主要安装基座。 立柱总成安装在滑座上，立柱总成通过床身导轨实现左右横向直线移动，主轴箱沿立柱垂直导轨垂向移动，主轴箱的平衡锤装在立柱腔内。主轴箱上预留相应的机、电接口，用于安装使用带A/C摆角功能电主轴。还配有高精度回转工作台用于调整工件（产品结构）象位角度和位置，安装在立柱总成的横向运动中心位置，其直线移动方向与床身垂直。整个机床配有数控系统、以完成立柱、主轴箱、滑枕移动和电主轴A/C转动的联动控制。本机床X、Y、W轴导轨均采用直线自润滑导轨，具有承载力大、摩擦系数小等优点；Z轴采用直线滚动导轨导向。机床X、Y、W轴为全闭环控制，精度高。

2 滑枕伸出自重变形补偿

在工作中滑枕会伸出，由于滑枕的伸出，滑枕的重心向前移动，这样滑枕会因自重产生变形，影响机床的精度，为此我们在滑枕的上部沿纵向装有两条拉杆，拉杆前端与方滑枕固定，拉杆后端与方滑枕后端用螺母固定，用以提高滑枕的刚性，滑枕刚性提高可以对滑枕工作伸出产生的变形有一定的补偿作用。

拉杆虽然能对滑枕伸出因重心变化而产生的滑枕变形有一定的补偿作用，但工作时滑枕前方需要安装电主轴附件，这对滑枕的刚性要求很高，仅仅靠两根拉杆不足以完全补偿滑枕的变形，基于此我们增加的滑枕的辅助支撑结构，用来解决滑枕的变形问题。

3 滑枕辅助支撑设计

滑枕的辅助支撑结构设计如图3所示。轴套外环有外螺纹与滑枕上的内螺纹配合安装，支座安装在轴套内，轴套与支座之间有导向键，保证支座竖直方向的准确调节，支座与法兰盘的竖直方向上留有2mm的间隙，用于卸荷滚轮高度调节。支座下端为方形结构，与法兰盘内部的方形孔配合，以防止支座转动，销轴与支座中间安装蝶形弹簧，通过调节螺栓对蝶形弹簧进行预紧，蝶形弹簧是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，蝶形弹簧具有刚度大，缓冲吸振能力强等优点，在设计过程中根据滑枕和附件的重量，选择蝶形弹簧10片并、串联组合的形式，蝶形弹簧在承受负载变形后，储蓄一定的势能，这部分势能保证卸荷滚轮在运行的轨道上严密贴合，防止工作过程中由于振动而影响滑枕精度，这样的辅助支撑结构能对滑枕伸出时因自重和安装附件重量对滑枕产生的变形有很好的补偿作用。

通过辅助支撑结构的设计我们解决的滑枕伸出时因自重变形的问题，而且这种结构简单、可靠，装配和调试方便，后期维修、维护成本低，是一种经济实用的解决方案。

4 结语

本文在数控落地铣镗床基础上进行改造，设计一台卫星主结构装配组合修正的专用机床，并对机床关键工作部件滑枕伸出变形问题进行了分析，设计了一套辅助支撑装置补偿滑枕的变形。在节约生产成本的同时，也得到了客户的认可。

参考文献：

[1]盛伯浩，唐华.数控机床技术发展浅析[J].航空制造技术，2002（06）：12-171.

[2]王爱玲.现代数控机床[M].北京国防工业出版社，2006.

作者简介：袁晓（1985-），男，黑龙江人，研究生，中级工程师，研究方向：数控机床。