介绍一种新型的铣镗床所用的带减震功能的升降走台

王莘澳

（齐齐哈尔二机床集团有限责任公司设计院，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

升降走台是一种常见的机床外挂附件，是能随机床水平或垂直移动而移动的操作平台，在升降走台上可以直接观察零件加工位置并对加工情况作调整，具有随主机升降平移等功能。但是随着铣镗床的主轴转速要求越来越高，铣镗床的震动就越来越大。由于铣镗床的升降走台是在机床主轴旋转产生的振动状态下工作，致使在升降走台上长时间作业的操作者的身体产生不良反应，对操作人员的身体健康造成不良影响。

1 设计思想

铣镗床的升降走台是由操作间、固定走台、活动走台三大部分组成。活动走台是为了更好地观察工件加工情况，在这里就不多做介绍。而减震装置主要是安装在操作间及固定走台上。机床规格的不同，走台的尺寸也不同，但装置的方法是相同的。即在垂直方向通过将操作间固定于两组弹簧之间然后一起固定到固定走台上，使操作间在垂直方向上达到浮动的效果；水平方向也是通过将操作间固定于两组弹簧之间然后一起固定到固定走台上，使操作间在水平方向上达到浮动的效果。这样走台上的整个操作间都在弹簧间浮动。通过弹簧的吸振功能达到走台整体的减振功能，从而缓解或避免长时间作业给机床操作人员带来的身体不适。

2 结构及工作原理

2.1 减振升降走台的结构设计

如图1所示，该升降走台减震装置由操作间（2），固定走台（6），活动走台（7）组成。弹簧（1）、操作间（2）、弹簧（3）按顺序用螺钉连接固定在固定走台（6）的底板上面，使操作间在弹簧浮动在固定走台上，达到竖直方向的减振效果。在水平方向将弹簧（5）安装在操作间侧板（4）和固定走台（6）之间，已达到水平方向的减震效果，水平方向的减震装置总共有4处，通过摆放使其达到水平方向的平衡。

图1 减振升降走台的结构设计

2.2 减振结构计算

已知：操作间+操作者的重量为1000kg（走台尺寸、重量增加可相应增大弹簧的型号），主轴箱中转子质量3000kg（将主传动、铣轴等质量折合到一起），转速3500r/min，平衡等级G6.3，求隔振动力参数。

建立力学模型（力学模型图如图2所示）。

由力学模型可知，本系统属于被动隔振系统则有：

（2）ω=3500×2π/60=367rad/s

（4）弹簧个数及单个弹簧刚度：弹簧22个，则单个弹簧的刚度为：K’=6651309/22=302N/mm

采用圆柱螺旋弹簧；YB 8×32×60；Q81-1，24件 P’=309N/mm；PS=3696N

P’为弹簧刚度，Ps=实验载荷，弹簧最大变形为：3696/309=12mm

为防止操作间与走台相撞，操作间与走台距离应为：2×δmax=0.0052mm

（6）瞬时最大相对运动响应：δmax=5δ0=0.0026m

（7）隔振弹簧的设计参数：弹簧的最小、工作和极限变形量分别为

（8）对应弹簧变形量的总弹性恢复力：

3 工作原理

在垂直方向通过将操作间固定于两组弹簧之间然后一起固定到固定走台上，使操作间在垂直方向上达到浮动的效果；水平方向也是通过将操作间固定于两组弹簧之间然后一起固定到固定走台上，使操作间在水平方向上达到浮动的效果。这样走台上的整个操作间都在弹簧间浮动。通过弹簧的吸振功能达到走台整体的减振功能，从而缓解或避免长时间作业给机床操作人员带来的身体不适。

4 应用范围

目前减震升降走台已广泛用于各系列铣镗床上。 此装置的成功研制和应用，减小了由于机床主轴高速旋转给走台带来的振动。极大限度的保证了操作人员长时间操作的身体健康。

5 结语

目前采用该装置的数控落地铣镗床已实现产业化，广泛用于国防军工、航空航天、机械、能源、船舶、核电等复杂、异形件的加工行业，对民族装备工业的振兴及国民经济的发展具有重要意义。

［1］现代实用机床设计手册编委会.现代实用机床设计手册［M］.北京：机械工业出版社，2006.