数控大直径内螺纹磨床的设计开发.pdf

精密制造与自动化
2011年第4期
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设计与开发
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数控大直径內螺纹磨床的设计开发
朱洁瑾肖建军2王军2
1.上海理工大学机械工程学院上海200093
2.上海机床厂有限公司上海20003)
摘要针对锻压机连杆内螺纹长度长、蠓距大等特点,详细介绍了大型数控专用内螺纹磨床的规格参数和研制
过程。重点分析了该机床主要零部件的设计思路和结构特点。针对内螺纹具的静态及动态模型进行了有限元分
析,为优化结构及减少振动提供了有效途径。根据用户的使用情况和信息反馈表明,该机床的设计可靠性及安全
性是成功的,并据此为其他大型数控内螺纹磨床的方案设计提供参考。
关键词大型内螺纹磨床螺距内螺纹磨具砂轮修整器
锻压机连杆内螺纹的生产中,由于其重量
重,长度长,连杆上三角螺纹的螺距大,一般都是
采用车削加工.,这样加工出来的螺纹表面粗糙,螺
距间的间隙也大,安装使用后直接影响到锻压机的
传动效率及使用寿命。为了满足工业生产的需
要,上海机床厂有限公司研制了H405-AB数控专
用内螺纹臍床。
H405-AB数控专用内螺纹磨床介绍
H405-AB型数控专用内螺纹磨床(如图1所
图1H405-AB数控专用内螺纹磨床
示)适用于单头螺纹工件的磨削。机床采用工作台
作纵向往复运动,磨头作横向进给运动的基本传动
最大工件回转直径×最大工件安装长度
方式,磨头进给导轨、导轨底座、横向进给机构等
650mm×1000mm
横向跨在工作台床身导轨的右上方,磨具拖板、磨
750mm
具及磨具驱动电动机安置在进给导轨的上部,操作
最大工件回转直径
650mm
位置设在磨头正前方,磨头横向进给及砂轮修整进
在中心架上可磨削直径范围100~350mm
给采用数控。机床采用 FANUC二轴数控系统,分
最大工件安装长度
1000mm
别控制磨头横向进给及砂轮修整器的进给。砂轮主
最大工件质量
800k
g
轴传动电动机采用交流变频电动机,用变频器控制
磨削内螺纹直径范围
50~200mm
其转速变化范围。头架电动机采用永磁宽调速直流
最大磨削深度
500mm
电动机(降速比为1:100)经一副蜗杄蜗轮降速至
螺距
2~12mm
工件旋转。磨头横向进给,砂轮修整器进给均采用
头数
滚珠丝杆和直线导轨副传动;工作台采用了滚柱框
齿型角
60°±5°
式滚动导轨
砂轮转速
2400~~10000r/min
机床主要技术规格参数
头架转速
24-60 r/min
主要规格
最大工作台纵向移动量
1000mm
精密制造与自动化
2011年第4期
最大轮架丝杄行程
380mm行工件的安装和校正
磨轮架快速进退量
250mm
主轴后端的滑移齿轮在和齿轮啮合时,带动螺
最大砂轮修整器丝杅行程
40mm距交换齿轮,再经惰轮传至与工作台母丝杆相连的
砂轮尺寸(外圆直径×宽度×内圆直径)齿轮,带动工作台和头架一起做相应的螺旋运动。
50 mmx mmx16 mm
螺距交换挂轮可通过打开头架后门来更换。
80mm×13mmx20mm
头架内的润滑方式为浸入式,挂轮的润滑方式
125mmx13mmx32mm为滴油式
任意段内螺纹精度
6H
2)工作台
表面粗糙度Ra
0.8um
工作台运动(如图3所示)是由头架上的电机
1.2机床控制系统
驱动螺距交换齿轮,转动行程丝杆使工作台沿着床
H405-AB型数控专用内螺纹磨床电气系统采身导轨做纵向移动的,移动撞块可调整工作台行
用日本 FANUC公司生产的0i-MATE二轴数控系程。机床行程丝杆螺母固定在床身上,因此在起吊
统,磨具拖板横向进给移动为X轴,砂轮修整器进工作台前,先移动工作合使螺母移至近丝杆支承或
给为Z轴,X轴Z轴由伺服电机的编码器形成半闭支承处(以兔丝杆负重弯曲而损坏精度,然后拆去
环控制。
个固紧螺钉,校正尺杠杆和固定在床身上对线用
1.3机床主要部件结构
的蜗杆)方可进行起吊,起吊时要严格注意使工作
1)头架
台水平。在调整校正尺时,应该按照校正尺上的
头架(如图2所示)分为上下两层,下层的6标牌进行调整。
个M16的螺栓紧固在工作台上,和工作台一起作
电动机
手柄轴手树轴
滑移齿轮蝴轮键f
离合器
轴
基』.花盘
支承轴承螺母一螺钉丝杆支承轴承
齿
s3?杆轴
移动撞块
齿轮
校正尺杠杆
图3工作台结构
齿轮
3)磨具
图2头架结构
该机床配置两种磨具分别用于大、小内螺纹磨
削,磨具(如图4所示)主轴前后端采用FAG高精
纵向往复运动。头架采用直流电动机驱动,电动机
装在头架体壳顶部,电动机的旋转运动通过皮带轮
和三角带传至蜗杆轴,当扳动手柄轴,离合器和蜗
轮啮合时,则通过离合器上与主轴相连的键把旋转
运动传到花盘,带动固定在花盘上的工件作旋转运
动;当扳动手柄轴反向时,离合器和蜗轮脱开
时,因蜗轮上装有密集滚珠轴承,则蜗轮在头架主
图4磨具结构
轴上做空转,可实现工件不加工状态的快速进
退;当同时脱开手柄轴时,可手动旋转花盘,进度角接触滚动轴承支撑。砂轮由交流变频电动机
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