加工回转支承堵塞孔的钻镗床设计

□ 马小军 □ 刘丹丹

洛阳LYC轴承有限公司 河南洛阳 471039

加工回转支承堵塞孔的钻镗床设计

□ 马小军 □ 刘丹丹

洛阳LYC轴承有限公司 河南洛阳 471039

分析了回转支承堵塞孔的加工现状，介绍了加工堵塞孔的钻镗床结构、主要技术参数和工作原理，并对钻镗床的性能特点进行了论述，实践证明，采用该钻镗床加工堵塞孔，提高了加工精度和生产效率，工人的劳动强度和工件的废品率明显降低。

回转支承 钻镗床 圆盘刀库 加工

回转支承堵塞孔在轴承滚动体的装配中起着举足轻重的作用。目前，堵塞孔一般采用普通钻床或摇臂钻床来加工，主轴驱动常常采用普通三相异步电动机配置减速箱的有级调速方式，该方式传动不稳定，结构复杂，不能实现无级调速；夹紧工件和刀具装夹时采用手动夹紧，效率低下；钻孔时刀具进给方式采用液压驱动的滑台结构，定位精度和加工精度低；另外，传统加工设备没有考虑自动排屑机构，防护较差，均不利于生产加工和环境保护。对于尺寸较大的回转支承，堵塞孔的加工工艺相对复杂，加工精度主要依靠操作者的经验，批量生产时，生产效率低下，加工成本大大增加。

本文介绍的加工回转支承堵塞孔的钻镗床，采用液压装置对工件进行自动装夹找正，圆盘式机械手刀库实现自动换刀。根据转盘轴承工艺要求以及所加工产品的特点，采用一次装夹完成钻、镗多种加工工序，加工过程自动化，极大地提高了加工效率，降低生产成本，满足用户个性化要求。

1 机床结构及工作原理

TK615机床结构如图1所示，主要由主轴部件、床身部件、液压夹紧部件、控制面板、圆盘刀库、液压系统、排屑装置、电控系统和防护装置等组成。床身为整体铸件结构，固定在地基上并支承工作台，工件放置在工作台上，用两定位柱定位，依靠液压缸顶紧，同时液压自动找正工件、夹紧。由PLC控制的两个电机分别驱动拖板水平进给和主轴切削。钻削动力头固定在可沿直线滚子导轨单元移动的拖板上，采用伺服电机通过滚珠丝杠副驱动，从而实现钻削动力头的水平进给运动。驱动电机为大功率主轴伺服电机，可无级调速。镗削动力头的主轴装刀结构为自动拉紧、液压松开的标准锥度配合刀柄结构，有关动力参数符合要求。

▲图1 机床结构图

圆盘式刀库安装在床身侧面，具有自动换刀功能，刀盘由滚子凸轮机构驱动及定位，用来交换刀具位置，进而为拔刀和插刀做准备，机械手换刀装置为滚齿凸轮机构，主轴到达换刀位置后，在PLC控制下由机械手交换刀具以及拔插刀具，使主轴上更换新的刀具，减少加工过程中非切削时间。该机构结构简单，成本较低，换刀可靠，换刀过程快速准确。

电气控制系统采用PLC作为主控制单元，模拟量输出模块结合伺服驱动单元，实现了机床的精确进给以及圆盘刀库的全自动控制。配置触摸屏，操作界面采用人性化设计，操作简单明了，并实现了实时监控。系统具有主轴准停功能，通过主轴电机内置的位置编码器，实现准停控制，准停角度任意设定，实现了加工过程自动化，极大地提高了加工效率。

液压站提供必要的液压驱动动力源，整个系统为3个相对独立的液压回路，分别用于工件推料、压紧、主轴换刀时的松、拉刀。推料油缸压力0.8 MPa，压紧油缸压力3 MPa，拉刀油缸压力4.5～5.5 MPa。采用排屑和冷却水箱一体的自动排屑机，切屑被自动输送至切屑箱中，冷却部分包括冷却泵及箱体等，冲刷切屑并冷却和润滑刀具。

机床工作时，先启动液压和冷却系统，工件放置在工作台上，依靠液压缸顶紧，两定位柱定位，然后再启动自动加工程序。拖板进给到换刀位，主轴旋转到对刀位置，刀库自动将刀具安装到主轴上。主轴高速旋转，拖板按设定速度、进给量进给，钻削后退出，主轴到达换刀位置后停止，得到换刀指令，主轴准停，由机械手完成换刀动作，再进行下一次加工，如此循环，直至加工完成。机床具备自动换刀装置，能一次装夹完成钻、镗多种加工工序，也可满足多种型号工件的加工需求，实现加工过程自动化，节省了人力和时间，极大地提高了加工效率，减少生产成本。

2 性能特点

（1）本机床在总体方案和控制系统的设计上，采用了最新的设计理念，在结构上进行了大胆创新。具备高可靠性、高精度和良好的操纵性，最大限度满足了堵塞孔加工的工艺要求。

（2）进给系统采用交流伺服电机驱动和滚珠丝杠传动方式，进给配置精密减速器，使输出扭矩更大。

（3）主轴采用镗削动力头，主轴调速采用伺服电机实现无级调速；主轴头采用标准锥孔，刀具拉紧方式为自动拉紧，液压松开。

（4）动力头移动配置滚子式滚动直线导轨，具有承载大、刚度大、摩擦力小、无爬行的特点。

（5）机床由PLC集中控制，具有控制可靠、组态灵活、体积小、功能强、速度快、扩展性好、维修方便等特点。

（6）机床床身、导轨、工作台、动力头等零部件的设计均采用高刚性的设计原则，以满足精密和高效加工的需要。

（7）全封闭防护，减少切削液油雾和噪声对环境的污染；润滑油可回收，避免与切削液混合，减少切削液的消耗。

3 机床主要技术参数

表1 机床主要技术参数

表2 机床精度及检验标准

4 结束语

该机床结构合理，功能完善，经轴承制造商使用表明：与传统普通钻床或摇臂钻床相比，生产效率和工件的加工精度均有较大提高，工人的劳动强度和工件的废品率明显降低，达到了预期的目的，满足设计要求。

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（编辑 禾 禾）

TH133.33；TG54

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1000-4998（2015）03-0008-03

2014年10月