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主軸快速準(zhǔn)停系統(tǒng)
2008-03-06 14:31:41
為某汽車廠研制的程序控制儀表專用車床，要求主軸工作轉(zhuǎn)速4000r/min，加工工件長度50mm，對工件的兩個端面及兩端處的外圓進(jìn)行切削加工(參見圖1)。工件中間有一槽，中間部位不允許作裝卡用。要求19s加工一個零件。
針對上述要求，在主傳動設(shè)計中采用了雙主軸快速準(zhǔn)停系統(tǒng)，用工件兩端中心孔定位，設(shè)置了兩個主軸系統(tǒng)，并分別在兩個主軸上設(shè)有可伸縮的撥桿，用以轉(zhuǎn)動工件實現(xiàn)切削。經(jīng)程控儀表專用車床近8000次裝卡工件切削試驗驗證，該系統(tǒng)停車迅速、定位準(zhǔn)確，撥桿進(jìn)入工件中間槽無一誤動作，較理想地達(dá)到預(yù)期快速準(zhǔn)停及動作可靠的目的。
 
1.主電動機 2.小皮帶輪 3.大皮帶輪 4、16.電磁離合器 5.制動離合器
6.左齒形帶 7.左撥桿驅(qū)動油缸 8.左主軸 9.左撥桿驅(qū)動盤 10.左撥桿 11.右撥桿
12.右撥桿驅(qū)動盤 13.右主軸 14.右撥桿驅(qū)動油缸 15.右齒形帶 17.活塞齒棒
圖2 主軸傳動系統(tǒng)

1 傳動

如圖2所示，主電動機1通過皮帶，將轉(zhuǎn)矩傳到大皮帶輪3，再經(jīng)電磁離合器4傳給傳動軸Ⅰ-Ⅰ。制動離合器5的作用是，當(dāng)電磁離合器4停止傳遞來自主電動機轉(zhuǎn)矩時即時制動。6、15為同步齒形帶，將傳動軸Ⅰ-Ⅰ的轉(zhuǎn)矩分別傳入左右主軸8、13。主軸上的撥桿10、11撥動工件旋轉(zhuǎn)。撥桿10、11的平移及旋轉(zhuǎn)一個角度(繞過工件外圓)進(jìn)入工件槽內(nèi)勾住工件或從工件退出，是通過油缸7、14中的壓力油推動活塞，使左右撥桿驅(qū)動盤9、12移動并帶動撥桿在左右主軸大螺距的螺母中既平移又旋轉(zhuǎn)而實現(xiàn)的。
設(shè)置在傳動軸Ⅰ-Ⅰ右側(cè)的電磁離合器16，可接通、斷開來自油缸活塞齒棒17的轉(zhuǎn)矩，從而使傳動軸Ⅰ-Ⅰ在停止傳入來自主電動機轉(zhuǎn)矩時，通過該電磁離合器16傳入一個附加轉(zhuǎn)矩，使主軸停在預(yù)先設(shè)定的圓周某一固定位置。
 
1、2.供油口 3、4.位置信號開關(guān)
圖3 油缸活塞齒棒結(jié)構(gòu)

2 準(zhǔn)停動作

由于左右主軸同步旋轉(zhuǎn)和工件裝夾的特定條件(參見圖2)，工件只能一側(cè)一側(cè)地加工。因此當(dāng)加工工件右側(cè)的端面和外圓時，其右主軸上的撥桿是縮回的，工件右部加工完了時，左右主軸停止旋轉(zhuǎn)。電磁離合器4脫開，制動離合器5制動。之后，附加輸入轉(zhuǎn)矩離合器16接通，由活塞齒棒17輸入附加轉(zhuǎn)矩到左、右主軸上，此時左右主軸Ⅱ-Ⅱ同步轉(zhuǎn)動一個角度使停留在右主軸上的撥桿能進(jìn)入工件中間槽位置。與此同時，左主軸上的撥桿同步退出工件，實現(xiàn)工件左部加工。左右主軸的準(zhǔn)停是靠設(shè)置在其上的無觸點開關(guān)發(fā)出位置信號，使得油缸活塞齒棒停止供油(停止附加轉(zhuǎn)矩輸入)。油缸活塞齒棒結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖中1、2分別為油缸左右供油口，油液由電磁閥控制：3、4為2個位置信號開關(guān)，當(dāng)油缸活塞齒棒移動并帶動齒輪旋轉(zhuǎn)(為左右主軸Ⅱ-Ⅱ輸入附加轉(zhuǎn)矩)完畢，電磁離合器16脫開(與此同時電磁離合器4吸合主軸旋轉(zhuǎn))，工件左部實行切削。油缸活塞齒棒利用工件左部切削、電磁離合器16脫開的時間，通入反向壓力油，使活塞齒棒恢復(fù)到原始位置，為下次輸入附加轉(zhuǎn)矩作準(zhǔn)備。
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