卧式加工中心定位锥的改进设计

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Improved design of positioning cone for horizontal machining centerZHANG Donghai，YANG Peizhan，CUI Zhi，CHEN Xueming，ZHANG Jun(Hanland Machine Tool Group Co.，Ltd.，Hanzhong 723003，CHN)Abstract：Multi-cone positioning adopted by exchange worktable of horizontal machining center is a type of classicstructure.Considering the existing problems of the traditional structure in production，such as difcult toprocess，high rate of waste，worktable suKface deformation when worktable is taut，long production cycleand SO on，this paper designs a new structure，which changes the force affected directly of the old struc-ture and simultaneously adopts glue technology.It solves the problems of traditional structures in pro-duction efectively，and enhances the machining accuracy。

Keywords：Horizontal Machining Center；Positioning Cone；Variation of Tension；High Precision Positioning Ad-hesive为提高卧式加工中心机床的工作效率，该类机床- 般都配有两个或多个工作台，当-工件在进行加工时，可在其他工作台上进行另-工件的装夹，从而减少因装卡工件所占用的停机等待时间。为保证各工作台在交换使用时定位精确，各机床厂家普遍采用多点锥面定位机构。

该机构有定位精确，使用简单等优点，但是同时也存在加工难度大、废品率高、工作台拉紧时工作台面变形大、生产周期长等问题 ，尤其在工作台拉紧时，工作台台面局部会发生变形，降低了机床加工精度，影响整台机床的性能。

1 传统定位机构的工作原理图 1所示的是卧式加工中心传统定位机构结构图。当-工件加工完时，先通过该机构松开加工区的工作台9，再通过交换装置将加工区的工作台 9与辅助区已装夹好工件的工作台进行互换，最后通过该机构拉紧已换到加工区的工作台，这时机床可从新开始I cu J 平 进行加工。

该机构的拉紧过程为：工作台9与转台2通过外锥5、内锥 6精确定位后，液压油通过油路进入油腔4中，推动活塞3向下运动，通过拉钉 8拉紧工作台9同时压缩碟簧 1。当工作台需要交换时，通过电磁阀换向，油腔4泄油，碟簧 1释放推动活塞 3向上运动，松开工作台9后，允许进行工作台交换。

为了使各工作台与转台之间定位精确，各机床厂家普遍采用四点或多点定位，因此造成工作台9在加工内锥 6的安装孔时，各安装孔之间的位置关系要求很高，生产加工时，废品率高。

在油缸拉紧时，每个拉钉 8上大约作用 10 kN的力，会造成工作台局部发生约 0.03 mm的弹性变形，由于工件是事先在未受力的状态下装夹好的，因此工作台在拉紧后的变形就反映到工件上，造成机床的加工精度下降，影响整台机床的性能。

· 91 ·设计与研究Designand Research1-碟簧；2-转台；3-活塞；4-油腔；5-外锥；6-内锥7-调整垫；8-拉钉；9-工作台。

图1 传统定位机构结构图543l-碟簧；2-转台；3-活塞；4-油腔；5-外锥6-内锥；7、1 l-调整垫；8-定位胶；9-工作台1O-拉钉；12-卸荷块。

图2 新型定位机构结构图2 改进后定位机构的工作原理 3 使用时应注意的问题为解决传统定位机构存在的问题，我们设计了如图2所示的新型结构，其拉紧过程为：工作台9与转台2通过外锥5、内锥 6精确定位后，液压油通过油路进入油腔4中，推动活塞 3向下运动压缩碟簧 1，同时拉紧拉钉 l0，作用力通过卸荷块作用到内锥 6上，使内外锥紧密地连接在-起，由于工作台9和内锥 6通过螺钉同定在-起，所以最终工作台9通过该机构同定在转台2上。其松开过程与图 1所示结构相同。

该机构与图 1所示机构相比做了以下改进：首先增加了卸荷块 12，使得拉钉 10上的拉紧力不直接作用在工作台9上避免了工作台发生弹性变形，影响机床的加工精度。其次工作台9在拉紧时必须保证各定位点受力均匀，防止工作台受力偏载造成定位机构损坏，因此各活塞在向下运动时必须保证与拉钉同时接触。但是在实际生产中由于转台2、活塞3、内锥 6、外锥 5、拉钉 10等零件在加工中存在误差，无法保证各个定位机构中拉钉同时受力。因此特增加了调整垫1 1，通过配磨该调整垫使得各个拉钉在工作中受力均匀 。

最后为了解决工作台加工难度大、废品率高等问题，新机构在工作台与内锥定位结构上改变传统采用的轴孔配合定位，而采用在结合部灌人高精度定位胶。

在使用时先将外锥 5安装在转台 2上，然后将其余零件按图2所示装好，先不鹏内锥 6与工作台的连接螺栓，调整好各内锥与工作台的位置，接着鹏连接螺栓，在注胶腔内注入高精度定位胶。

为了有利于机床批量化生产，在实际生产中通过机械加工保证工作台、转台分别与内锥、外锥( 2所示 、 两面)安装面的平面度，在装配时用 分 测量内锥与外锥在紧密接触时两锥的安装端面间的实际高度值，通过配磨调整垫7，确保每个定位锥安装处4、B两面问的实际高度差值小于0.005 mm。

由于内锥6、拉钉 10在工作中可能存在损坏，造成整个工作台无法使用，因此必须保证内锥与 I 作台可以拆卸。为了使内锥与工作台拆卸方便，在装配时先用清洗剂、干燥剂清洗工作台安装孔内腔，然后再在内腔壁上涂脱模剂，最后安装内锥并注胶。

表 1 主要物理机械性能项 目 TS353 T$355硬度/(Shore D) 82 80密度/( cm。) 1.93 l 9抗压强度/MPa ≥150 ≥1O0剪切强度/MPa ≥l2.O ≥12.0托伸强度/MPa ≥45.0 ≥45.0固化收缩率/(%) ≤0.1 ≤0.12我公司在实际生产中使用北京天山新材料技术有限责任公司生产的可塞新牌 TS353、TS355型高精度定位胶，其主要参数如表 1所示，该定位胶抗拉强度和抗压强度远低于 作台与内锥的抗托强度与抗压强度(我公司工作台材料使用 HT300，其抗拉强度大于 200MPa，内锥材料为GCrl5，其抗拉强度大于600 MPa)，鲁 ，Ⅷ l0TeChno y and Test-r艺与检测圆弧面蜗杆数控车削加工的宏程序实现欧阳德祥 詹华西(武汉职业技术学院，湖北 武汉430073)摘 要：圆弧面蜗杆作为-种特殊的蜗杆类型，无法用-般蜗杆螺纹的车削方式，通常需要专用机床加工。

对具有宏指令功能的数控车床而言∩将圆弧转化为小线段，然后对小线段实施螺纹切削。采用宏程序循环控制即可实现圆弧面蜗杆的车削加工。实践证明，该方法控制方便、适应性强，为圆弧面蜗杆加工的实现提供了-种新的思路。

关键词：圆弧面蜗杆 宏程序 螺纹车削中图分类号：TH16；TP391 文献标识码：BResearch on NC turning macro program of arc surface wormOUYANG Dexiang，ZHAN Huaxi(Wuhan Polytechnic，Wuhan 430073，CHN)Abstract：ARC-surface worm can not use worm screw turning as a special type of worm ，so it usualy requires adedicated machine.About macro function of CNC lathe，arc can be conveed into small segments andimposed thread cutting on small segments.Using macro program cycle control can be done turning forarc-surface worm.Practice has proven that this method is easy to control and has strong adaptability，itprovides a new set of ideas for the arc-surface worm process implementation。

Keywords：ARC-surface Worm；Macro Program；Thread Turning圆弧面蜗杆也称球面蜗杆，它具有结构紧凑、承载能力大、工作寿命长等优点，其传动效率可 以达到0.85～0.95，承载能力约比普通蜗轮副提高 3～4倍，适用于冶金、矿山、起重、运输、石油、化工和建筑等行业机械设备的减速传动。但圆弧面蜗杆的加工通常需要专用机床，或对-般机床进行改造后方可进行加工，因此，往往因生产成本高而制约了其应用。本文利用HNC系统数控车床的宏程序功能对圆弧面蜗杆中的直廓环面蜗杆进行了加工实践的尝试，为圆弧面蜗杆加工的实现提供了-种新的思路。

1 圆弧面蜗杆的结构及其/j-r机制如图 1所示直廓环面蜗杆是圆弧面蜗杆常见形式之-，其节面为环面，齿廓形状为-直线，直线的延长线切于直径为 d的形成圆。环面蜗杆的加工通常在专用机床上进行。图 1所示专机加工的实现方式是采用左右两把切刀，无论粗切还是精切，其圆周进给分两次进行，第-次用-把切刀，在某-圆周进给方向加工蜗杆螺旋槽的-个侧面，然后再换另-把切刀并采用相反方向的圆周进给加工蜗杆螺旋槽的另-个侧面，其并且该定位胶存在固化收缩率，所以注胶腔不宜设计过深，同时为了保证在注胶时定位胶容易灌满整个注胶腔，设计时定位胶厚度-般设定在 1.7～2.2 mm。

4 结语使用新结构的工作台在拉紧时，其工作台台面的变化量经实测小于0.005 mm，与老结构相比明显的降低了工作台拉紧时的变形量，提高了机床的加工精度，同时该结构与老结构相比，更容易加工制造和装配，故i差 ； cu J年昂朋受到了车间工人的好评。