數控搖臂鉆床的結構特點
1.大型數控回轉工作臺(C軸)的設計數控回轉工作臺的臺面直徑為2m,由交流伺服電動機驅動經同步帶輪和一對精密蝸輪蝸桿副傳動,使工作臺可以繞自己軸線精確地回轉,為了保證數控工作臺較高的傳動精度和剛度,在設計制造中采取如下技術措施。
a.導軌與支承回轉工作臺體積大(直徑2m),重量大(轉臺轉動部分重約2t),其承受的鉆削軸向力大,摩擦壓力也大。為保證工作臺回轉精確、靈敏、平穩,其圓導軌上粘貼YT聚四氟乙烯導軌軟帶,徑向軸承采用了精密的3182100型雙列滾柱軸承及7000型圓錐滾子軸承。經實踐使用效果良
好,符合設計要求。
b.傳動元件的選擇工作臺傳動系統的關鍵是精確地傳遞運動,而不是傳遞動力。因此傳動系統采用同步帶和大型精密蝸輪蝸桿副傳動,并用調整墊片(見圖3)來調整蝸輪蝸桿的中心距,從而消除蝸輪蝸桿的傳動問隙。
c.伺服電動機及驅動器的選擇由于工作臺直徑大,重量大,不僅要求工作臺的伺服驅動電動機要有足夠大的轉矩,更重要的是要有高的伺服精度及剛度,這樣才能保證轉臺的分度精度及被加工孔的定位精度。經設計計算確定采用日本三菱公司生產的SF352(B型)高性能、寬調速半閉環大功率交流伺服電動機驅動。其技術參數如下:所匹配的驅動器型號為MR-J2-350A,額定輸出功率為3.5kW額定輸出轉矩為167N·m,最大轉矩50.1N·m,最大轉速為2500r/min。編碼器的分辨率為16384脈沖/r。該伺服系統能實時地白動調整系統的增益,從而自動配合電動機及負載使系統達到優化的設定。
由于采取以上三條措施,使數控轉臺的安裝調試極其方便,其性能指標不儀達到設計要求,而且超過原先設想。經實測,數控轉臺的重復定位精度達到0.01mm(2m直徑上)。平穩性及快速響應能力亦非常理想。
2.鉆床主軸箱沿搖臂的移動(X軸)根據該軸的傳動精度對孔的定位精度的影響,綜合考慮工件的精度要求及經濟性,此軸采用步進電動機以及滾珠絲杠副傳動。經設計計算,采用內循環浮動式雙法蘭滾珠絲杠(型號為FF5005-5),以及130BC3100A型步進電動機(保持力矩Mjmax=20N·m,步距角?b=0.6°,空載運行頻率fmax=15kHz),在電動機與絲杠之間裝有減速箱(i=1.2),最大快移速度3m/min。經實際使用完全達到設計要求。
3.主軸的上下進給運動(Z軸)
主軸的上下運動(Z軸)用于控制鉆削的徠度,為此,應對主軸箱的傳動鏈進行一定的修改,并由步進電動機作為驅動源,用于控制Z軸進給。