M 机床C轴结构的研究 沈阳第一机床厂 (辽宁110142) 盖立亚 车削中心中定义的C轴,即绕车削主轴旋转的 伺服轴,是具有分度定位和联动功能的工件回转轴。 c轴功能的应用主要有3个方面:①当T件需要在径 向上钻孑L、攻螺纹、铣槽或者铣平面时,需要通过c 轴的分度定位以及锁紧功能来完成。②当机床配置 剐主轴时,可以利用c轴的同步控制,实现双主轴 的速度和相位的同步,以完成零件在旋转过程中的 对接。③C轴参与插补对T件进行连续铣削加T。 为此,c轴是车削中心、车铣类产品必备的一项 功能。但由于不同产品对其加1二精度要求的差异, 在设计过程中根据精度的不同,c轴采用了不同的结 构形式。C轴系统主要由驱动结构、刹车装置及反馈 装置3部分组成。 1.C轴驱动结构 目前根据c轴的驱动形式分,应用在车床上的c 轴主要有3种形式:电主轴形式、c 主轴形式和c 主轴形式。针对上述3种结构形式,对其特点进行 了分析。 (1)电主轴形式。优点包括:①电主轴具有启 动快、转速高及振动小的优势。②直驱结构,无传 动链间隙,加T精度高。③采用单独的水冷系统, 有效避免主轴温升过高。其缺点:①电主轴输出转 矩较小 .②降速齿轮箱中无法使用电主轴结构。 ③成本较高,装配T艺复杂。 (2)c 主轴形式。优点包括:①相比同等规格 电主轴,输 转矩更大。②结构简单,生产成本低。 其缺点:①同步带传动,连续切削时,易产生抖动, 影响加T精度。②通过增大传动比的方式,提升输 转矩,导致主轴转速降低。 (3)c 主轴形式。优点包括:①c轴由伺服电 动机经减速器直接驱动,输 转矩很高。②c轴单独 42 耋 参磊 工。冷加工 控制,不影响车削主轴的转速。其缺点:①传动链 长,易产生误差,因此,对加T、装配。r 艺要求较 高。②需要安装消隙机构,避免齿轮啮合产生误差。 ③不适合c轴与车削主轴频繁切换的加1一形式。 2.C轴刹车装置 C轴刹车即可以实现主轴的抱死或在阻尼状念下 的旋转。前者可以完成钻孑L、攻螺纹和铣削加T, 后者可以提高主轴的抗振性,提高加T零件的表面 质量。C轴刹车的结构形式有多种,但它们的T作原 理都是一致的,均是在轴向或者径向加力来锁紧回 转轴。按照刹车的放置位置来分,分为前置刹车和 后置刹车2种。 3.c轴反馈装置 c轴精度直接影响了在加T过程中有C轴运动 参与的丁件的加T精度。为了提高c轴的精度,一 般采用闭环控制,且配有角度编码器作为反馈元件。 常用的角度编码器有光栅、钢栅和磁栅等类型,在 同等尺寸规格下,光栅精度最高,磁栅最低。存选 择角度编码器时,需要校核角度编码器的机械允许 转速和电气允许转速是否满足相应要求。 此外,要提高c轴的精度,保持主轴运转的连 续性和平稳性,就必须减少或消除传动Ifl的间隙, 同时尽可能提高传动精度,只有在c轴的设计、生 产调试过程中考虑到了这些精度,c轴的整体性能才 能达到一个较为平稳的精度,从而保证了切削的高 精度及稳定性。 4.结语 本文通过对机床C轴功能的介绍,同时分别对 构成c轴的3个要素所采用的不同结构形式的特点分 M 夹具标准化在我公司生产中的应用 豫西工业集团南阳市红阳锻造有限公司 (河南473000 J 张永强 我公司是生产工程机械支承轴的专业生产厂家, _丁=程机械轮边支承轴是工程车辆上联接桥壳和内齿 圈的重要零部件,主要用在钳盘制动驱动桥上,属 于工程机械车辆上保安件。 到目前为止,我公司约有200余个品种的支承 轴,年产量达100万件,成为支承轴专业化生产厂 家。随着生产品种的不断增加,新产品的试制周期 是公司当务之急,一个品种产品往往需要设计数套 多,这对于资料保管和工装储备带来了许多困难。 就当前本公司工装夹具存在着专用性太强、管 理较混乱的情况来看,T装夹具从制作、管理、快 速换产已成为制约企业发展的障碍之一。要解决上 述问题,必须搞好夹具标准化工作,提高夹具的通 用性,以便消除重复劳动、节省工装制造费用,只 有实行这些措施才能解决上述问题。 T装,其中夹具数量约占2/3,大多属专用,这对缩 短生产准备周期,降低生产成本是一个极大的障碍, 更为严重的是: 1.产品及工艺分析 图1为我公司所生产的支承轴示意图。支承轴 产品就其结构和工艺过程而言都很相近,具有一定 的相近性。支承轴的工艺流程为:下料一正火一加 热一锻造一粗加工一热处理一精加工。由于支承轴属 于保安件,其各方面要求都很严格,包括产品的壁 (1)由于工装的专一性强,往往产品更新换代 就需要报废部分工装。 (2)由于新技术、新_I艺和新材料不断出现, 致使设计、T艺和材料更改频繁,从而造成一批工 装报废。 厚差。但在毛坯锻造过程中,由于冲压设备精度及 工装调整原因,不可避免要产生壁厚差,这就需要 在机械加工中消除。冲压的壁厚差要在粗机加时消 除,因此我们在粗加工时以内孔为基准进行加丁。 粗加丁的工序为:打中心孔一粗车外形一钻孔一车 大端外形。由于我公 司年产量达100万件, 为提高生产效率,在 各丁序加工时都设计 并使用了专用的气动 夹具,下面以车外形 图1 1 l1 l(3)产品生产经常变化,T装变换频繁,常因 变换夹具、调试夹具耗去大量时间,影响生产进度。 (4)产品品种增多,专用工装的数量也随之增 ’”Illl-’¨¨l-’。。Ih_一’‘Iil_・ ‘…h・‘……‘。ql… “|lh・‘…… _l¨I・’”Iq ll- ll¨l-’。Ihl-…III-・’IllIl-。。Ih “Ih_一’Iil¨¨¨… Il1 析,可以使读者清晰地了解到每种结构形式所适用 的条件。同时,c轴在实际使用中,常会出现精度不 准、零件切削时抖动的现象,所以在设计中需注意 的环节如下: (1)c轴刹车机构要尽量靠近主轴的输出端, 这样做虽然增加了主电动机的输出转矩,但在提高 主轴切削的稳定性、减少切削振动方面好处很多。 夹具为例来说明标准化夹具在我公司的应用。 (2)提高C轴精度,必须减少或消除传动链中 的间隙。 2.原车外形夹具设计及使用原理 由于工程车辆支承轴毛坯大多为空心形状,内 孔不加工或少加工,要消除产品的壁厚羞则必须以 (3)最大限度地提高传动链精度。MW (收稿日期:20131225) 内孔为基准来定位和夹紧,这样才能满足技术要求。 参磊 工@棚 H’‘州。,J :,,e0 H :— 薹 P,y,仉∞门 i43