CN102513882A - 可摆动滑枕挠曲变形补偿装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可摆动滑枕挠曲变形补偿装置，主要是滑枕内部的上侧与下侧分别安装两组施力杆，一组为拉杆，另一组为推杆，四个施力杆沿滑枕主轴中心线呈中心对称分布，且分别布置在垂直于滑枕表面的横截面的四角，四个串联增压式液压油缸分别与上述四个施力杆相连，该四个油缸的进油口分别与同一进油回路相连，其出油口分别与同一个出油回路相连，四个多级串联增压油缸的油液压力和流量由相应的液压控制回路控制。从而可实现相应施力杆作用力大小的调整及作用力推拉性质的转换。本发明可实时调整液压施力杆作用力的大小和方向，不会产生附加轴向变形，补偿效果更好。

Description

可摆动滑枕挠曲变形补偿装置
技术领域
本发明属于机械制造技术领域，特别涉及一种车铣加工装置。
背景技术
四轴或五轴联动的车铣加工中心通常由床身、龙门架、横梁、工作台，溜板箱、转盘、滑枕等部件组成。作为机床的主要工作部件，滑枕安装于转盘上，可沿转盘上的导轨做伸缩运动，主轴安装于滑枕内部，由主轴的绕轴转动和滑枕的上下运动带动刀具对工件进行切削。转盘在溜板箱上转动时，可带动其上的滑枕在竖直面内做摆动运动(B轴)。滑枕在竖直面内摆动时，滑枕主轴轴线与竖直面内悬垂线之间产生一夹角，当滑枕伸出时，滑枕处于与竖直面内悬垂线成一夹角的悬伸状态。由于滑枕自身、主轴及其附件的重量因素，滑枕在伸出过程中必然会产生挠曲变形，且摆角越大、伸出越长，滑枕的挠曲变形越大，从而使主轴轴线产生一定挠曲变形，导致主轴工作时产生回转误差，这些误差足以影响加工工件的几何形状精度和表面质量。因此必须对滑枕挠曲变形采取适当的补偿措施，以保证整个机床的加工精度。
通常用拉杆补偿法对滑枕进行挠曲变形补偿。此方法在滑枕的内部上侧安装两个液压拉杆，通过拉杆的拉力产生一个与滑枕自重变形相反的变形，从而使滑枕端部挠曲变形为零。此种补偿方法通常是对水平伸出的滑枕进行补偿，而不能对在竖直平面内有正负摆角的滑枕进行挠曲变形补偿，且此种补偿方法在补偿过程中滑枕会产生一个轴向附加变形，加大主轴的轴向窜动误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够补偿可摆动滑枕挠曲变形，同时不产生轴向附加变形的可摆动滑枕挠曲变形补偿装置。本发明主要是通过四个施力杆及与其相连的四个多级串联增力油缸来对滑枕挠曲变形进行补偿。
本发明也主要包括龙门架、横梁、溜板箱、转盘、滑枕，即龙门架为由左右立柱和连接梁组成的龙门式框架结构，横梁安装在龙门架的左右立柱上，可沿龙门架左右立柱上的导轨做上下移动。溜板箱安装于横梁上，之间通过丝杠螺母副及导轨副传动和定位，并通过压板与横梁紧密固定，可沿横梁导轨做横向移动。滑枕转盘安装在溜板箱上，之间由轴承连接，可在溜板箱上做旋转运动。滑枕安装于转盘上，可沿转盘上的导轨做伸缩运动。主轴安装在滑枕内部，由主轴的绕轴转动和滑枕的上下运动带动刀具对工件进行切削。四个施力杆分为上下两组，分别安装于滑枕内部的上侧与下侧，一组为拉杆，另一组为推杆，四个施力杆沿滑枕主轴中心线呈中心对称分布，且分别布置在垂直于滑枕表面的横截面的四角。四个串联增压式液压油缸分别与上述四个施力杆相连，该四个油缸的进油口分别与同一进油回路相连，其出油口分别与同一个出油回路相连，保证两拉杆与两推杆的施力大小相等。四个多级串联增压油缸的油液压力和流量由相应的液压控制回路控制，根据滑枕摆动角度和伸出长度的不同，对液压施力杆作用力大小进行实时调整和作用力推拉性质的实时转换。
本发明与现有技术相比具有如下优点：可实时调整液压施力杆作用力的大小和方向，从而使其产生的力矩与滑枕及其附件自身重力的力矩相平衡，实现滑枕挠曲变形的动态补偿；同时由于上下两组施力杆在滑枕轴线上的分力大小相等、方向相反，相互抵消，从而不会产生附加轴向变形，补偿效果更好。
附图说明：
附图1是本发明的安装位置及运动示意图；
附图2是本发明的结构示意图；
附图3是本发明的施力杆在滑枕上的安装位置示意图；
附图4是本发明的液压系统原理图；
附图5是本发明的串联增压式液压油缸及施力杆在滑枕上的安装结构示意图。
图中1-机床龙门架，2-横梁，3-溜板箱，4-转盘，5-滑枕，6-主轴，7-液压施力杆，8-串联增压式液压油缸，9-进油回路，10-出油回路，11、12、13、15-电磁换向阀，14-液控单向阀，16-油箱，17-比例溢流阀。
具体实施方式：
在图1所示的一种可摆动滑枕挠曲变形补偿装置安装位置及运动示意图中，龙门架1为由左右立柱和连接梁组成的龙门式框架结构，横梁2安装在龙门架的左右立柱上，溜板箱3安装于横梁上，之间通过丝杠螺母副及导轨副传动和定位，并通过压板与横梁紧密固定，滑枕转盘4安装在溜板箱上，之间由轴承连接，滑枕5安装在上述滑枕转盘上，主轴6安装在滑枕内部。如图2、3所示四个相同的施力杆7分为上下两组，分别安装于滑枕内部的上侧与下侧，一组为拉杆，另一组为推杆，四个施力杆沿滑枕主轴中心线呈中心对称分布，且分别布置在垂直于滑枕表面的横截面的四角。四个串联增压式液压油缸8（如图5所示）分别与上述四个施力杆相连，该四个油缸的进油口分别与同一进油回路9相连，其出油口分别与同一个出油回路10相连。
如图4所示，滑枕以某一角度在垂直面内发生正向偏转，衔铁2YA、5YA、6YA通电接通，电磁换向阀11与12的左位接通油路，电磁换向阀13的右位接通油路，压力油经电磁换向阀11、液控单向阀14及电磁换向阀12、13分别通入液压油缸，使一对施力杆产生拉力，另一对施力杆产生推力，从而产生向上弯曲的力矩补偿滑枕及部件自身重力引起的滑枕变形。随着滑枕伸出长度的不断增加，通过调整比例溢流阀17的溢流压力大小，增加进入液压油缸中压力油的压力，使四个施力杆的作用力力矩与不断增大的滑枕及部件的自身重力力矩相平衡，确保对滑枕变形的准确补偿。滑枕缩回时，随着滑枕伸出长度的不断减小，1YA、2YA同时通电接通，电磁换向阀11及电磁换向阀15左位接通，同时比例溢流阀17的溢流压力减小，液压缸8内的高压液压油经液控单向阀14和电磁换向阀11反向流入油箱16，使液压缸中的相应油压下降，四个施力杆的相应作用力减小。从而实现滑枕变形的实时动态补偿。同时，由于一组推力施力杆的作用力与一组拉力施力杆的作用力大小相等、方向相反，不会使滑枕产生附加轴向变形，保证了滑枕补偿精度。
滑枕负向偏转时，电磁换向阀12、13的7YA、4YA分别通电接通，使一组施力杆产生推力，另一组施力杆产生拉力，补偿滑枕重力引起的变形，其余动作同上。当机床停止工作时，液压泵停止工作，1YA、3YA、5YA、6YA同时通电接通，使液压缸及管路中的高压液压油流回油箱，最终所有电磁换向阀回归中位状态，补偿装置停止补偿。
在液压控制回路中，液压油压力的大小由比例溢流阀17控制，保证整个液压回路的安全。
液压控制回路中电磁铁动作顺序如下表所示：
Figure 346401DEST_PATH_IMAGE001

Claims (2)

1.一种可摆动滑枕挠曲变形补偿装置，主要包括龙门架、横梁、溜板箱、转盘、滑枕，即龙门架为由左右立柱和连接梁组成的龙门式框架结构，横梁安装在龙门架的左右立柱上，可沿龙门架左右立柱上的导轨做上下移动；溜板箱安装于横梁上，之间通过丝杠螺母副及导轨副传动和定位，并通过压板与横梁紧密固定，可沿横梁导轨做横向移动；滑枕转盘安装在溜板箱上，之间由轴承连接，可在溜板箱上做旋转运动；滑枕安装于转盘上，可沿转盘上的导轨做伸缩运动，主轴安装在滑枕内部，其特征在于：四个施力杆分为上下两组，分别安装于滑枕内部的上侧与下侧，一组为拉杆，另一组为推杆，四个施力杆沿滑枕主轴中心线呈中心对称分布，且分别布置在垂直于滑枕表面的横截面的四角；四个串联增压式液压油缸分别与上述四个施力杆相连，该四个油缸的进油口分别与同一进油回路相连，其出油口分别与同一个出油回路相连，四个多级串联增压油缸的油液压力和流量由相应的液压控制回路控制。
2.根据权利要求1所述的可摆动滑枕挠曲变形补偿装置，其特征在于：液压控制回路包括用于控制多级串联增压油缸输出力大小的比例溢流阀。
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