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龍門加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)和滑枕結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　碳纖維管傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)形式及扭矩校核。圖4中碳纖維管傳動(dòng)軸5可以選用市場上成熟的商品化產(chǎn)品即碳纖維管傳動(dòng)軸，其結(jié)構(gòu)形式如圖5所示。中間管為碳纖維復(fù)合材料制成，與兩端法蘭軸套件通過粘結(jié)工藝連接并在徑向用螺絲鎖緊，兩端加裝柔性連接裝置即特殊型鋼片式聯(lián)軸器。選用的碳纖維管傳動(dòng)軸主要參數(shù)如下：額定扭矩2 500N·m，高轉(zhuǎn)速4 000r/min。聯(lián)軸器額定扭矩校核TKN≥TN·SB·St·SR其中， T K N為聯(lián)軸器額定扭矩（N·m），已知為2 500N·m；工作時(shí)刀具旋轉(zhuǎn)（作主運(yùn)動(dòng)），工件移動(dòng)（作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)），工件也可以固定，但此時(shí)旋轉(zhuǎn)的刀具還必須移動(dòng)（同時(shí)完成主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）。TN為機(jī)床輸出扭矩（Ｎ·m），已知為560N·m；SB為工作系數(shù)，機(jī)床工具機(jī)取2；St為溫度系數(shù)，工作溫度在－30～150℃時(shí)取1，本例取1；SR為旋向系數(shù)，始終一個(gè)旋轉(zhuǎn)向取1，正反轉(zhuǎn)取1.7，本例取1.7。

　將上述各參數(shù)帶入額定扭矩校核公式，得TKN≥1 904N·m，且允許高轉(zhuǎn)速4 000r／min，大于機(jī)床高轉(zhuǎn)速3 500r／min。因此，所選用的碳纖維管傳動(dòng)軸符合機(jī)床傳動(dòng)要求。

　　尋找高比強(qiáng)度、高比剛度、密度低、抗的疲勞性能和減振性能好的材料來取代鋼材，一直是傳動(dòng)軸類機(jī)械零件的發(fā)展趨勢。

　　目前， 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在傳動(dòng)軸中的使用日益廣泛，它具有的各種優(yōu)異性能也日益凸現(xiàn)。與傳統(tǒng)的金屬傳動(dòng)軸相比，具有輕質(zhì)高效、低振動(dòng)、低噪聲、易維修及節(jié)約能源等特點(diǎn)。如果您有需要的話，請到我們的公司來進(jìn)行選購，我們愿意成為你值得信賴的長期合作伙伴。這給機(jī)床傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)提供了全新的契機(jī)，從而提出了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料機(jī)床傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)思想。

　　碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在傳動(dòng)軸機(jī)械零件中具有廣泛的用途。如圖4所示即為采用碳纖維復(fù)合材料傳動(dòng)軸、使原來的傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)簡化后的滑枕主傳動(dòng)設(shè)計(jì)。

主軸伺服電動(dòng)機(jī)1與方滑枕鏜銑頭主傳動(dòng)ZF減速箱2組配，通過聯(lián)接軸3及碳纖維復(fù)合材料傳動(dòng)軸5及其左、右兩端的聯(lián)軸器將ZF減速箱的動(dòng)力傳遞給立臥鏜銑頭主軸6。

龍門加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)和滑枕結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)床原滑枕主傳動(dòng)設(shè)計(jì)及分析

　　滑枕主傳動(dòng)部件是影響龍門五面加工中心整機(jī)切削性能、強(qiáng)度、剛性和熱平衡的關(guān)鍵部件。滑枕是主傳動(dòng)部件的關(guān)鍵零件，其結(jié)構(gòu)與工藝性將直接影響主傳動(dòng)部件的性能，其作用是把主軸電機(jī)和主軸連接起來并作Z向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在機(jī)床加工過程中，滑枕既要承擔(dān)自身的質(zhì)量，還要承受主電機(jī)及減速箱的質(zhì)量，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床快速平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng)，滑枕必須保持很好的動(dòng)態(tài)特性。立銑頭傳動(dòng)部件的裝配步驟立銑頭傳動(dòng)部件的裝配步驟：首先將端蓋與毛氈進(jìn)行裝配，這個(gè)過程非常簡單，實(shí)際上就是將毛氈塞入端蓋槽中就好了。

　　（1）原滑枕主傳動(dòng)設(shè)計(jì)及工藝性分析。如圖2所示為龍門加工中心原滑枕主傳動(dòng)系統(tǒng)。以后，各種鉆床接連出現(xiàn)，有搖臂鉆床、備有自動(dòng)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的鉆床、能一次同時(shí)打多個(gè)孔的多軸鉆床等。主軸伺服電動(dòng)機(jī)1與方滑枕鏜銑頭主傳動(dòng)ZF減速箱2組配，ZF減速箱與滑枕采用分離式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，ZF減速箱置于滑枕頂端，通過兩根傳動(dòng)軸5、9和中間花鍵軸套7及聯(lián)軸器3、11將ZF減速箱的動(dòng)力傳遞給立臥鏜銑頭主軸12，驅(qū)動(dòng)刀具完成切削運(yùn)動(dòng)。

　　由圖2可見，兩傳動(dòng)軸5與9必須通過4、6、8、10共4組軸承支撐，滑枕零件傳動(dòng)軸孔多為深軸孔，加工精度特別是平行度、孔距和孔徑較難保證，易造成傳動(dòng)鏈松垮，減弱傳動(dòng)剛性，增大切削噪聲。此外，長軸孔不易裝配，裝配質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性不高，影響傳動(dòng)剛性。3，中型銑頭，精度高，銑頭也有輕，重的比例，精度高，加工范圍廣。

　數(shù)控機(jī)床作為現(xiàn)代裝備制造業(yè)的工作母機(jī)，已經(jīng)成為涉及國民經(jīng)濟(jì)命脈、國家安全的重要裝備。龍門加工中心是航空航天、船舶、機(jī)車車輛、工程機(jī)械和紡織等行業(yè)不可缺少的主要加工設(shè)備之一，隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，對機(jī)床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了更高的要求，即在滿足機(jī)床整體性能的條件下，要逐步提高機(jī)床加工、裝配的工藝性、可靠性。銑頭采用手動(dòng)方式，固定在滑枕端面，由機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)銑頭主軸旋轉(zhuǎn)，銑頭主軸采用手動(dòng)方式可在0-360o范圍轉(zhuǎn)動(dòng)以加工不同的面。

　　本文在對XHT2420龍門加工中心的主傳動(dòng)系統(tǒng)和滑枕結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，將新型的復(fù)合碳纖維傳動(dòng)軸應(yīng)用到主傳動(dòng)系統(tǒng)，從而優(yōu)化了主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，簡化了滑枕內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，提高了主傳動(dòng)系統(tǒng)加工和裝配的工藝性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。