針對常規(guī)數(shù)控臥式車床中心架在精度及效率方面的不足，設(shè)計了一種新型臥式車床數(shù)控中心架，在工件裝夾時，無需手動操作，由伺服電動機帶動夾緊機構(gòu)，自動夾緊，并由光柵尺反饋位置信息，保證定位精度。該中心架提高了數(shù)控機床的加工精度，大幅度降低了輔助裝夾時間，提高了加工效率。

  1、背景技術(shù)

  中心架是配置在臥式車床上的附件，對于長軸類、曲軸類的零件加工起到輔助支撐的作用。為滿足功能要求，很多工件被設(shè)計成長軸，在加工過程中為保證工藝性，由高精度數(shù)控中心架輔助完成。目前，現(xiàn)有的各類中心架(開式、閉式和C形等)夾緊形式均為手動夾緊，中心架在夾緊工件時需要手動操作，數(shù)控系統(tǒng)不參與該過程，操作繁瑣，費時費力，工件定位精度無法得到保證。

  為滿足用戶的要求，設(shè)計開發(fā)了一種高精度、數(shù)控中心架，在工件裝夾時，無需手動操作，由伺服電動機帶動夾緊機構(gòu)，自動夾緊，并由光柵尺反饋位置信息，保證定位精度。在一臺數(shù)控臥式機床上可配置多套此種中心架，可保證工件定位準(zhǔn)確、支撐穩(wěn)定及效率裝夾。

  2、高精度數(shù)控中心架的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

  高精度數(shù)控中心架為全閉環(huán)控制，主要由縱向進給蝸輪蝸桿副、縱向進給齒輪軸、液壓夾緊裝置、縱向進給電動機、中心架體、滑枕、潤滑裝置、絲杠、光柵尺、進給電動機及減速器、液壓隨動裝置和滾子鏈等部分組成。中心架體落在床身導(dǎo)軌上，縱向進給部分、垂直進給部分、水平進給部分和液壓隨動部分均與機床數(shù)控系統(tǒng)相聯(lián)接。

  中心架體為低應(yīng)力鑄鐵件，具有強度高、固有頻率高、抗振能力強及噪聲低等特點。中心架體粘貼進口軟帶，通過刮研及配研斜鐵保證整個機構(gòu)與床身的良好配合，通過數(shù)控系統(tǒng)控制伺服電動機→減速器→蝸桿蝸輪→齒輪齒條進行縱向移動，并通過編碼器進行距離測量，停止后自動夾緊在床身上。中心架移動時導(dǎo)軌潤滑采用集中潤滑站，油量大小、時間間隔均通過電氣程序合理控制。當(dāng)中心架到達指定位置后，通過滾子鏈?zhǔn)謩訉⑸象w旋轉(zhuǎn)90°，然后放入工件，隨后上體旋轉(zhuǎn)回原位并定位夾緊。垂直進給、水平進給部分通過伺服電動機→減速器→絲杠帶動滑枕進行垂直及水平運動，同時光柵尺反饋位置信息，以保證對工件進行準(zhǔn)確定位，達到指定位置后，上體的液壓隨動套筒對工件進行夾緊。整個過程均由數(shù)控系統(tǒng)控制，通過高精度直線光柵尺位置檢測，保證了中心架體和工件的定位精度。

  3、結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點

  (1)中心架體移動 

  采用伺服電動機驅(qū)動，經(jīng)減速器聯(lián)接蝸桿副及齒輪齒條傳動。蝸桿蝸輪具有止退作用, 中心架體在床身上移動，到達目標(biāo)位置后由碟簧夾緊液壓缸自動夾緊在床身上。此種傳動、定位機構(gòu)穩(wěn)定可靠。

  (2)滑枕進給機構(gòu) 

  采用伺服電動機驅(qū)動，經(jīng)減速器聯(lián)接內(nèi)外齒輪及絲杠-絲母傳動，銅材質(zhì)絲母把合在滑枕上，機構(gòu)內(nèi)部設(shè)置隨動潤滑裝置，在滑枕伸出過程中，隨時潤滑套筒外壁及絲杠絲母，可大限度減少摩擦，增加機構(gòu)壽命。在滑枕上安裝有光柵尺，實時反饋位置信息，保證定位準(zhǔn)確。

  (3)平穩(wěn)傳動的同步齒形帶傳動結(jié)構(gòu) 

  與齒輪傳動等機械傳動結(jié)構(gòu)相比，此類傳動中心距可調(diào)整，不必安裝過輪結(jié)構(gòu)，具有傳動平穩(wěn)、振動小及噪聲低等優(yōu)點。

  (4)液壓隨動機構(gòu) 

  采用進口穩(wěn)定的液壓單元，待垂直、水平數(shù)控軸滑枕伸出定位工件后，上方液壓隨動裝置夾緊工件，既保證了工件的穩(wěn)定裝夾，又避免了多個中心架產(chǎn)生過定位現(xiàn)象。