劉妍　金明剛　呂思銘
（沈陽機(jī)床廠）

　　摘　要：車銑復(fù)合加工中心的B軸刀架精度和可靠性決定了該機(jī)床的性能，本文介紹了車銑復(fù)合加工中心上的B軸刀架的鎖緊結(jié)構(gòu)，即固定角度鎖緊和任意角度鎖緊的不同鎖緊方式，以及鎖緊結(jié)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例。
　　關(guān)鍵詞：B軸；固定角度鎖緊；任意角度鎖緊
　　0　引言
　　隨著科技的飛速發(fā)展，航天、航空、船舶、軍工等行業(yè)一些關(guān)鍵零件對(duì)加工精度方面的要求不斷提高，更加突顯了復(fù)合加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。所謂復(fù)合加工即在一次裝夾中完成零件的全部或絕大部分工序的加工，這樣不僅保證了零件的加工精度，同時(shí)也提高了加工效率、降低了加工成本。在以科技創(chuàng)新為指導(dǎo)的背景下，柔性、復(fù)合、五軸聯(lián)動(dòng)、高精、高速化是世界機(jī)床行業(yè)的發(fā)展方向。而車銑復(fù)合加工中心上的B軸功能部件的精度和可靠性是決定該車銑中心性能的決定因素。
　　車銑復(fù)合加工中心上的B軸刀架，即為可以帶動(dòng)裝有刀具的車銑主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或固定的機(jī)構(gòu)。B軸，即為繞Y軸旋轉(zhuǎn)的伺服軸，是具有分度定位和聯(lián)動(dòng)功能的刀具回轉(zhuǎn)軸。B軸旋轉(zhuǎn)與其他軸配合實(shí)現(xiàn)機(jī)床的多軸聯(lián)動(dòng)功能，不僅可以鉆斜孔或銑斜面，而且作為插補(bǔ)軸可完成復(fù)雜空間曲面的加工，對(duì)加工高精度的復(fù)雜零件具有優(yōu)勢(shì)。當(dāng)工件需要車削、鏜孔或者在某一角度進(jìn)行鉆孔、攻絲、銑槽或銑平面加工，需要用B軸的分度定位功能，并要求在分度后能夠進(jìn)行鎖緊，否則切削力會(huì)引起振動(dòng)或位移，從而影響加工精度。B軸固定一般分為固定角度固定和任意角度的固定。為此，B軸具有兩套鎖緊機(jī)構(gòu)，一套是固定角度鎖緊（一般為2.5°或5°的整數(shù)倍），另一套是任意角度鎖緊。固定角度鎖緊是為滿足在指定角度平面上的強(qiáng)力車削、銑削等要求；任意角度鎖緊是為了實(shí)現(xiàn)任意角度的加工要求。本文將對(duì)上述兩種鎖緊方式的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行簡要介紹。
　　1　固定角度鎖緊
　　B軸固定角度的鎖緊通常采用三齒盤鎖緊形式。三齒盤結(jié)構(gòu)主要由動(dòng)齒盤、定齒盤和鎖緊齒盤三部分組成，通過鎖緊齒盤的前后移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)B軸固定角度的鎖緊與松開。圖1即為三齒盤鎖緊結(jié)構(gòu)的示意圖。

　　從上圖中可以看到，定齒盤7與連接盤2一起安裝在Y軸滑板1的下端面上，動(dòng)齒盤5與配磨墊6一起安裝在B軸3的臺(tái)階面上，在裝配過程中，通過調(diào)整配磨墊的厚度，來保證定齒盤和動(dòng)齒盤的等高，以保證鎖緊齒盤在與兩者嚙合時(shí)的結(jié)合率，實(shí)現(xiàn)鎖緊的高剛性要求。當(dāng)油口B接通壓力油時(shí)，鎖緊齒盤4上移，鎖緊齒盤的內(nèi)半部分與動(dòng)齒盤嚙合，其外半部分與定齒盤嚙合，動(dòng)齒盤與定齒盤通過鎖緊齒盤而鎖在一起，此時(shí)開關(guān)觸桿9上移，與無觸點(diǎn)開關(guān)8感應(yīng)，發(fā)出信號(hào)，確保齒盤完全嚙合，完成B軸鎖緊動(dòng)作；當(dāng)油口A接通壓力油時(shí)，鎖緊齒盤4下移，開關(guān)觸桿9與無觸點(diǎn)開關(guān)脫開，無信號(hào)反饋，確保鎖緊齒盤與動(dòng)齒盤和定齒盤完全脫開，動(dòng)齒盤不在與定齒盤鎖在一起，B軸松開，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
　　從三齒盤鎖緊的工作原理中，可以發(fā)現(xiàn)三齒盤鎖緊機(jī)構(gòu)具有如下優(yōu)點(diǎn)：
　　1）分度精度高。三齒盤嚙合是沿圓周向心分布的，齒盤嚙合時(shí)具有自動(dòng)定心作用，所以回轉(zhuǎn)軸的精度及其在使用中的磨損對(duì)精度沒有影響；
　　2）精度重復(fù)性和持久性好。由于工作時(shí)齒盤在不斷對(duì)研，因此使用越久，分度精度的重復(fù)性和持久性就越好；
　　3）承載能力強(qiáng)、剛性高。當(dāng)三齒盤嚙合在一起時(shí)，齒間接觸面均勻連續(xù)，所有齒面同時(shí)參加嚙合，接觸面積大，能承受較高載荷；
　　4）結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)簡便。
　　2　任意角度鎖緊
　　B軸任意角度的鎖緊通常采用彈簧摩擦片的鎖緊形式。這種鎖緊結(jié)構(gòu)通常采用兩片定摩擦片中間夾個(gè)動(dòng)摩擦片的形式，所謂定摩擦片即指與固定件把合在一起的摩擦片，動(dòng)摩擦片即指與旋轉(zhuǎn)件把合在一起的摩擦皮，同時(shí)動(dòng)摩擦片通過配磨墊與B軸固定。在裝配過程中，通過調(diào)整配磨墊的厚度，來保證動(dòng)摩擦片分別與上、下兩定摩擦片預(yù)留0.2mm的間隙，這樣在無壓力油供給的情況下，保證B軸的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在油缸的下部裝有唇形密封環(huán)，當(dāng)唇形密封環(huán)上不U型腔通壓力油的時(shí)候，油壓通過唇型密封環(huán)，迫使定摩擦片與動(dòng)摩擦片之間的間隙得以消除，3個(gè)摩擦片壓合在一起，產(chǎn)生摩擦力，使B軸與Y軸滑板鎖在一起，完成B軸在任意角度的鎖緊；松開時(shí)，液壓卸載，復(fù)位彈簧壓迫定摩擦與動(dòng)摩擦片脫開，實(shí)現(xiàn)B軸在任意角度鎖緊的松開。
　　彈簧摩擦片鎖緊機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床在任意位置的加工，擴(kuò)大了B軸功能和設(shè)備工藝范圍，真正做到完全加工。
　　3　結(jié)論
　　復(fù)合車銑加工中心的優(yōu)勢(shì)就是一次裝夾完成零件的加工，避免了因多次裝夾以及基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而引起的誤差，保證了零件的加工精度特別是形狀位置精度的要求，已越來越的應(yīng)用在航空、航天、船舶、軍工等一些行業(yè)的關(guān)鍵零件的加工上。復(fù)合車銑加工中心在加工復(fù)雜曲面的時(shí)候，需要通過B軸的分度，以及其它進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)，共同完成機(jī)床的多軸聯(lián)動(dòng)功能。為此，復(fù)合車銑加工中心的加工精度，在很大程度上受制于加工時(shí)B軸分度后的定位鎖緊精度。復(fù)合車銑B軸刀架上的固定角度和任意角度鎖緊機(jī)構(gòu)，分別采用了兩種不同的鎖緊方式，來實(shí)現(xiàn)固定角度加工和任意角度加工的需要，分別具有各自自身的特點(diǎn)。固定角度鎖緊即三齒盤鎖緊，承載能力強(qiáng)，剛性高，精度保持性好，適合固定角度平面上的車削、銑削加工；任意角度鎖緊即采用的彈簧摩擦片鎖緊結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)任意角度的加工，擴(kuò)大了B軸功能和設(shè)備的工藝范圍，真正做到了完全加工。
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