CN102166718A - 一种用于安装刀塔的滑移台装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于安装车床刀塔的滑移台装置，包括沥青阻尼垫、滑移台本体和滑块，所述滑移台本体底部设置有滑块，滑移台本体通过滑块活动滑接在车床导轨上；所述刀塔固定安装在滑移台本体上，在刀塔和滑移台本体之间设置有沥青阻尼垫。本发明的滑移台装置可以实现刀塔安装的高刚度和大阻尼，即一方面利用薄壁结构产生的预变形来增大刀塔安装结构的结合刚度，又较传统安装方法，增大了连接部位的接触面积；一方面利用沥青阻尼垫来增大结构的阻尼特性，提高了系统的动态性能。同时，安装有刀塔的滑移台在丝杠的驱动下，滑块沿导轨平滑移动实现刀塔的进给运动。本发明专利主要适用于高速车床、车铣复合加工中心、数控加工中心等多种机械加工设备的应用领域。

Description

一种用于安装刀塔的滑移台装置
技术领域
本发明专利涉及机械加工技术领域，特指一种用于安装车床刀塔的滑移台装置，主要适用于高速车床、车铣复合加工中心、数控加工中心等多种机械加工设备的应用领域。
背景技术
目前，关于提高高速车床(数控车床，车铣复合加工中心等)的刀塔与滑移台的动态特性，国内外对此研究很积极，查询到的相关文献和专利也不少，但大多数人员只是将两者分别作为独立的模块进行结构改进或者功能完善，并没有将两者及其连接方式作为一个整体以研究整个系统的动态性能的提高。
当前，高速车床的刀塔安装是普遍使用传统的螺栓两边固紧刀塔于安装支架的方式，结合面采用螺栓连接的平面接触，又由于制造及装配工艺的需要，采用两者结合面中间增加额外的调整垫片的方式将刀塔抬高并调整到一定的位置进行固定安装。然而，在高速加工过程中，刀塔连接部位往往成为结构刚度的薄弱环节，产生较大的振动。其主要是由于刀塔与滑移台的结合面连接刚度不足，其动态特性往往不满足设计要求，在切削过程产生相对运动，造成刀尖部位极易产生各种变形，这些变形将影响机床的切削稳定性、可靠性以及精度保持性，并影响了加工工艺的合理安排，从而影响机床的使用寿命以及大型件的加工质量。针对这些问题，就必须考虑采用相关机构或改进刀塔结构与滑体的连接方式来增大工艺系统的刚度。
同时，机械结构的阻尼特性对于机构的影响程度与刚度同样重要，因此结构阻尼的设计是非常重要的。对于刀塔系统来说，切削或其他的激励都可能产生振动，影响加工质量，因此有必要通过设计使结构产生高阻尼来削减刀塔的振动振幅。而阻尼的大小依赖于结构件材料的成分，受力情况和结构件本身的类型等，此外，振动的能量在零件连接处都会减小，因此，通过结构零件连接中的能量消散来增大阻尼或通过阻尼装置来增大阻尼是常见的方法。
为了解决上述传统刀塔安装方式存在的不足之处，本发明提供一种用于安装车床刀塔的滑移台装置，是解决高速车床加工过程中刀塔系统刚度不足，抗振性能差的一个积极尝试。可以实现刀塔安装的高刚度和大阻尼，改善了刀塔系统的动态特性。
发明内容
本发明公开了一种用于安装车床刀塔的滑移台装置，可以实现刀塔安装的高刚度和大阻尼，即一方面利用薄壁结构产生的预变形来增大刀塔安装结构的结合刚度，又较传统安装方法，增大了连接部位的接触面积；另一方面利用沥青阻尼垫来增大连接部位结合面的阻尼特性，提高了系统的动态性能。
一种用于安装车床刀塔的滑移台装置，包括沥青阻尼垫、滑移台本体和滑块，所述滑移台本体底部设置有滑块，滑移台本体通过滑块活动滑接在车床导轨上；所述刀塔固定安装在滑移台本体上，在刀塔和滑移台本体之间设置有沥青阻尼垫。
所述滑移台本体包括上作用面部位、下作用面部位和螺栓；所述上作用面部位和下作用面部位通过螺栓连接。
所述下作用面部位底端设置有三角筋板。
所述沥青阻尼垫厚度是1mm，沥青阻尼垫设置在刀塔与下作用面部位和上作用面部位的结合处。
所述滑移台本体采用HT250铸铁整体铸造。
所述刀塔与滑移台本体连接部位成矩形开槽结构，滑移台本体安装刀塔的下作用面部位的厚度较上作用面部位的厚度大5倍以上，并分别利用3个三角筋板结构增强下作用部位的结构刚度，又将滑移台本体与刀塔连接部位的上作用面部位的厚度设计为5mm-10mm，即结构设计为相对的薄壁结构。
所述刀塔安装时，在每边4个加强螺栓的拉紧力下，滑移台与刀塔连接部位的上作用面部位的薄壁结构将产生预定的变形，同时挤压1mm的沥青阻尼垫的作用空间使其局部变薄，紧紧粘贴并充满结合面内微细空间内，结果使刀塔紧紧的固定于滑移台的上下开槽口内，形成高刚度大阻尼的连接结构。
本发明主要包括：沥青阻尼垫，螺栓及螺母，滑移台本体。其中，沥青阻尼垫是一种沥青及纤维的复合材料，能承受较大的面压力，主要作用于刀塔与滑移台结合面的上下表面处，在切削过程中，增大了结合面的摩擦力，起到增大连接部位阻尼的作用。滑移台本体实际整合滑移台与调整垫为一体，实现两者功能，并整体采用HT250铸铁铸造，减少了由于滑移台及调整垫存在结合面所引起的系统刚度的削弱。同时，较传统的刀塔与滑移台经过单一平面螺栓连接方式，本发明将刀塔与滑移台连接部位设计成矩形开槽结构，以实现槽口上下面与刀塔连接部位同时有接触关系；滑移台安装刀塔的下作用面部位的厚度较上作用面部位的厚度大5倍以上，并分别利用3个三角筋板结构增强下作用部位的结构刚度，同时实现整体结构的轻量化；又将滑移台与刀塔连接部位的上作用面部位的厚度设计为5mm-10mm，即结构设计为相对的薄壁结构。安装刀塔时，8个螺栓未紧固前，刀塔、沥青阻尼垫及槽口上下面在装配工艺上形成过度配合的关系；在每边4个加强螺栓的拉紧力下，薄壁结构产生预定的变形，同时挤压1mm的沥青阻尼垫的作用空间使其局部变薄，紧紧粘贴并充满结合面内微细空间内，结果使刀塔紧紧的固定于滑移台的上下开槽口内，这样刀塔与滑移台连接部位的接触面积较传统连接方式增大了2倍以上，形成高刚度大阻尼的连接结构。当由于切削过程引起结构发生振动时，本装置由于沥青阻尼垫的阻尼作用，能起到消减振幅的作用。对于整个工艺系统来说，此机构极大的增加了工艺系统的刚度和抗振性能。
本发明专利的优点在于：
(1)整个装置结构紧凑，工作状态稳定。
(2)滑移台为整体铸造，省去了调整垫，整体成本较低。
(3)本发明可以极大的增强整个切削加工工艺系统的刚性。
(4)本发明可以快速的衰减来自切削加工系统的振动。
附图说明
图1是本发明专利在高速车床上实施的示意图。
图2是本发明专利在高速车床上实施的局部放大图
图3是本发明专利实施1的示意图。
图4是本发明专利实施2的示意图。
图中：1刀塔，2沥青阻尼垫，3滑移台本体，4车床导轨，5滑块，6螺栓及螺母，7三角筋板，8上作用面部位，9下作用面部位。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施1：如图1所示为刀塔与滑移台安装于斜床身上的装配示意图。当然，也可以装配于其他结构的床身上面。滑移台具体结构如图2所示，刀塔与滑移台连接部位设计成前后对称的矩形开槽结构。将刀塔(1)通过8组螺栓固定于滑移台(3)的开口槽内，其中，2个1mm的沥青阻尼垫(2)分别嵌于滑移台与刀塔连接部位的上作用面(8)的结合面处，8个螺栓(6)未紧固前，沥青阻尼垫(2)与上作用面(8)及刀塔(1)端部上表面成过渡配合。将所有螺栓(6)紧固后，由于滑移台(3)与刀塔(1)连接部位的上作用面部位(8)结构为薄壁结构，在8个螺栓(6)的拉紧力下，薄壁结构产生预定的变形，同时挤压1mm的沥青阻尼垫(2)的作用空间使其局部变薄，紧紧粘贴并充满结合面内的微细空间内，结果使刀塔(1)紧紧的固定于滑移台的上下开槽口内，刀塔与滑移台连接部位的结合面接触面积较传统连接方式增大了2倍，形成高刚度大阻尼的连接结构。又将滑移台安装刀塔的下作用面部位(9)结构设计的厚度较大，并利用三角筋板结构(7)实现整体的结构减重并增强其结构刚度。最后，安装有刀塔的滑移台在丝杠的驱动下，滑块带动滑移台沿导轨平滑移动实现刀塔的进给运动。
具体实施2：作用原理同实施1，具体差别如图3所示，主要为沥青阻尼垫(2)作用部位改为2个1mm的沥青阻尼垫(2)分别嵌于滑移台与刀塔连接部位的下作用部位(9)形成的结合面处。其它结构同实施1。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (7)

1.一种用于安装车床刀塔的滑移台装置，其特征在于：包括沥青阻尼垫、滑移台本体和滑块，所述滑移台本体底部设置有滑块，滑移台本体通过滑块活动滑接在车床导轨上；所述刀塔固定安装在滑移台本体上，在刀塔和滑移台本体之间设置有沥青阻尼垫。
2.如权利要求1所述一种用于安装车床刀塔的滑移台装置，其特征在于：所述滑移台本体包括上作用面部位、下作用面部位和螺栓；所述上作用面部位和下作用面部位通过螺栓连接。
3.如权利要求1所述一种用于安装车床刀塔的滑移台装置，其特征在于：所述下作用面部位底端设置有三角筋板。
4.如权利要求1所述一种用于安装车床刀塔的滑移台装置，其特征在于：所述沥青阻尼垫厚度是1mm，沥青阻尼垫设置在刀塔与下作用面部位和上作用面部位的结合处。
5.如权利要求1所述一种用于安装车床刀塔的滑移台装置，其特征在于：所述滑移台本体采用HT250铸铁整体铸造。
6.如权利要求1所述一种用于安装车床刀塔的滑移台装置，其特征在于：所述刀塔与滑移台本体连接部位成矩形开槽结构，滑移台本体安装刀塔的下作用面部位的厚度较上作用面部位的厚度大5倍以上，并分别利用3个三角筋板结构增强下作用部位的结构刚度，又将滑移台本体与刀塔连接部位的上作用面部位的厚度设计为5mm-10mm，即结构设计为相对的薄壁结构。
7.如权利要求1所述一种用于安装车床刀塔的滑移台装置，其特征在于：所述刀塔安装时，在每边4个加强螺栓的拉紧力下，滑移台与刀塔连接部位的上作用面部位的薄壁结构将产生预定的变形，同时挤压1mm的沥青阻尼垫的作用空间使其局部变薄，紧紧粘贴并充满结合面内微细空间内，结果使刀塔紧紧的固定于滑移台的上下开槽口内，形成高刚度大阻尼的连接结构。
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