鏜銑頭和銑床的關(guān)系就像螺絲和螺帽一樣緊密,銑床的加工大部分都是要依靠銑頭來完成的。為使大家更好的理解,接下來我們就針對銑床與鏜銑頭在工業(yè)生產(chǎn)中的作用進(jìn)行說明。
工件的深加工離不開銑床,而鏜銑頭就是銑床設(shè)備的一個(gè)關(guān)鍵部件,它的作用是與主軸直接相互連接,在機(jī)械制造和局部修理中有著非常普遍的應(yīng)用。在機(jī)械化進(jìn)程不斷發(fā)展的過程中,數(shù)控編程開始普遍應(yīng)用與于機(jī)床加工中,這樣一來就解放了大量的勞動力,逐漸取代了人工支配。鏜銑頭和橫梁導(dǎo)軌有兩件夾緊機(jī)構(gòu),由液壓站供油通過二位四通電磁閥實(shí)現(xiàn)橫梁的夾緊和松開,方滑枕和主軸箱也有兩件夾緊油缸,在主軸箱前面由液壓站供油,通過二位四通電磁閥實(shí)現(xiàn)方滑枕的夾緊和松開。鏜銑頭主要是通過銑刀完成復(fù)雜的支配工作,銑刀是用于銑削加工的、具有一個(gè)或多個(gè)刀齒的旋轉(zhuǎn)刀具,各刀齒依次間歇地切去工件的余量。
由于工業(yè)生產(chǎn)中的銑床面對的生產(chǎn)對象因素較多,其本身必須具備很好的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,銑床作用力的大小很大程度上都來源于鏜銑頭,它是保證龍門銑床安裝質(zhì)量和機(jī)床精度的關(guān)鍵,對于龍門銑床的加工精度和加工能力有著重要的影響,鏜銑頭使龍門銑床的加工精度和生產(chǎn)率得到了顯著提高,適合在成批和大量生產(chǎn)中加工大型工件的平面和斜面。而龍門鏜銑頭也叫鏜銑動力頭,主要是由主軸、滑枕部分、進(jìn)給部分、平衡油缸以及主傳動箱幾個(gè)主要結(jié)構(gòu)組成,其中,主軸錐孔是氣動拉刀,使用的油泵可以和機(jī)器上的油泵站通用。
超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床橫梁的有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
2. 3 有限元分析
觀察橫梁有限元分析的節(jié)點(diǎn)位移和變形,滑枕式鏜銑頭等移到橫梁中部時(shí)橫梁的受力和變形都是大。如圖 8 所示,這時(shí)橫梁受力發(fā)生彎曲變形,并向前傾覆,大位移為 0. 258 mm。鏜銑頭異響的檢修方法鏜銑頭故障原因:1)減速機(jī)摩擦片磨損(帶高速甩土型)2)動力頭減速機(jī)軸或軸承損壞3)減速機(jī)齒輪磨損嚴(yán)重4)潤滑油過少,減速機(jī)過熱鏜銑頭排故過程:1)檢查減速機(jī)齒輪油的油質(zhì)和油位。觀察這時(shí)橫梁 Z 軸方向上的節(jié)點(diǎn)位移和變形,如圖 9 所示,橫梁受力發(fā)生彎曲變形,Z 軸方向上大位移為 0. 250 mm,這個(gè)位移值偏大,要減少。
同時(shí)觀察這時(shí)橫梁受力的應(yīng)力分布,如圖 10 所示,橫梁因受力變形,應(yīng)力主要集中在溜板與橫梁的接觸面、絲杠螺母安裝處和立柱與橫梁接觸的內(nèi)側(cè)下方處,大應(yīng)力約為 42 MPa,小于 HT200 材料的許用應(yīng)力即表 1 中該材料的屈服強(qiáng)度 135 MPa。
本文利用 CAD/CAE /CAM 集成軟件 Siemens PLMSoftware NX7. 5 對上述確定的超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床橫梁結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行有限元仿d真,建立橫梁體三維模型,并結(jié)合實(shí)際工況建立有限元模型,約束條件為橫梁兩端固定,分析橫梁體受自重、溜板和鏜銑頭滑枕等重力作用下的變形情況,得到橫梁的應(yīng)力、應(yīng)變情況。為能得到超重型數(shù)控龍門移動鏜銑床橫梁部件靜變形,本文分別從橫梁的彎曲變形、鏜銑頭主軸箱的前傾等方面進(jìn)行有限元分析,通過評估橫梁受力的分析結(jié)果,對初步確定設(shè)計(jì)的橫梁的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化,再在此基礎(chǔ)上改進(jìn)橫梁體結(jié)構(gòu),使機(jī)床性能符合要求。傳動的潤滑是由液壓站供油的,每半年檢查更換液壓站的30號機(jī)械油。