一种可移动主轴箱的夹紧系统设计*

刘凌燕

(天水星火机床有限责任公司，甘肃 天水 741024)

0 引 言

在机械加工过程中，对精细化的要求非常严格。针对不同的零件，选用不同的加工工艺和工装，可使零件在加工过程中不易出现位移和变形。在加工零件时要认真对待每个细节，这样就可以降低零件变形的概率。有很多轴类零件的长径比L/D>25称为长轴类零件，对于加工这种长轴类零件就需要特殊的加工方法。此专用机床的主轴箱可沿床身导轨移动，并通过液压控制准确定位在工件加工工艺所要求的位置上，这种特殊的加工方法就能加工此类长轴零件。同时，细长轴类零件刚性较差，受力时极易失稳而变形，同时加之机床主轴卡盘转动的作用，使工件产生振动，为了减少以上负面影响，将主轴箱沿床身导轨移动，并且由液压控制主轴箱的夹紧定位，只有这样才能不受切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而产生位置变化和振动，保证加工精度成为此类专用机床的关键技术。当主轴箱移动到加工工艺所要求的位置上时，夹紧装置采用螺栓压板液压控制机构对主轴箱的水平和垂直方向进行夹紧或放松，只有保证了主轴箱的位置精度，才能保证工件的加工精度。

1 可移动主轴箱夹紧系统结构设计

一种加工细长轴类零件专用机床可移动主轴箱的夹紧系统，包括在主轴箱垂直方向设有四套夹紧油缸，提供垂直方向的夹紧力；在主轴箱水平方向设有两套夹紧油缸，用于调整由于主轴箱底面镶条磨损而产生的游隙；在主轴箱侧面设置高压泵站，为上述6套夹紧油缸动作提供可靠的压力[1]。如图1(a)所示：整个夹紧系统由以下构件组成：1#、2#、3#、4#四套垂直方向的夹紧油缸；5#、6#两套水平方向的夹紧油缸。

2 可移动主轴箱夹紧系统工作原理

可移动主轴箱夹紧系统工作原理如图1(b)所示[2]。根据加工工艺，当主轴箱需要移动时，电磁阀控制高压泵站7经A口将液压油压入1#、2#、3#、4#四套垂直方向的夹紧油缸，活塞13往下运动， 碟形弹簧14被压缩变形，T型螺栓16 及压板17也同时往下移动，垂直方向的夹紧力消失；同时，高压泵站7经B口将液压油压入5#、6#两套水平方向的夹紧油缸，活塞10往左运动，碟形弹簧9被压缩变形，T型螺栓16 及压板17也同时往下移动，垂直方向的夹紧力消失；同时，高压泵站7经B口将液压油压入5#、6#两套水平方向的夹紧油缸，活塞10往左运动，碟形弹簧9被压缩变形，固定在活塞端头的滑块11也同时往左移动，水平方向的夹紧力消失。可移动主轴箱的垂直和水平方向的两个夹紧力消失后，主轴箱根据加工的工艺要求，沿着导轨移动到指定的位置对工件进行切削，此时，主轴箱上的压板17和T型螺栓16通过液压控制来夹紧主轴箱。如何来实现主轴箱水平和垂直方向的夹紧动作？

(a)主轴箱夹紧系统俯视结构示意图

(b)主轴箱夹紧系统剖视结构示意图1 主轴箱夹紧系统结构示意图 1#、2#、3#、4#.四套垂直方向的夹紧油缸 5#、6#.两套水平 方向的夹紧油缸 7.高压泵站 8.压紧盖 9.碟形弹簧 10.活塞 11.滑块 12.圆螺母 13.活塞 14.碟形弹簧 15.压紧盖 16.T型螺栓 17.压板 18.镶条

开关待5#、6#两套水平方向的夹紧油缸夹紧后，电磁阀再控制A口液压回路接通,活塞13在碟簧14弹性变形作用下往上运动，带动T型螺栓16往上移动，同时拉动压板17往上移动，夹紧在床身导轨的下滑面上，整个主轴箱被夹紧。

然而主轴箱夹紧力的大小可以通过旋钮来进行控制，调节大小来平衡相对位置。通过旋钮压紧盖8可以调节5#、6#两套水平方向夹紧油缸的夹紧力，同时增大和减少5#、6#两套水平方向的夹紧油缸的夹紧力；通过旋钮压紧盖15可以调节1#、2#、3#、4#四套垂直方向夹紧油缸的夹紧力，并保持同步；通过旋钮圆螺母12可以调节压板17在同一水平面上，保证压板水平；通过调节高压泵站总压力可以分别对六套夹紧油缸的放松和夹紧放进行总的控制[3]。

3 可移动主轴箱夹紧系统应用及优点

(1) 整个主轴箱夹紧系统的动作通过电磁阀控制，便于实现自动化控制；

(2) 夹紧油缸的碟簧夹紧和液压放松动作，反映迅速，减少了辅助时间，提高了机床的加工效率；

(3) 高压泵站提供压力，是夹紧油缸获得足够的放松行程和可靠的夹紧力；

(4) 两个方向的夹紧力准确保持主轴箱的定位位置，提高零件的加工质量并且保持精度要求的一致性;

(5) 当操作者误操作，发生机床部件碰撞时，起到安全保护的作用。

4 结 语

综上所述，该液压夹紧系统应用于机床主轴箱体，该优化设计大大提高了工件加工精度和质量，节省了辅助时间，操作方便，工效大为提高，在现场使用中得到了较好的效果。