数控摇臂钻床的结构特点
1.大型数控回转工作台(C轴)的设计数控回转工作台的台面直径为2m,由交流伺服电动机驱动经同步带轮和一对精密蜗轮蜗杆副传动,使工作台可以绕自己轴线精确地回转,为了保证数控工作台较高的传动精度和刚度,在设计制造中采取如下技术措施。
a.导轨与支承回转工作台体积大(直径2m),重量大(转台转动部分重约2t),其承受的钻削轴向力大,摩擦压力也大。为保证工作台回转精确、灵敏、平稳,其圆导轨上粘贴YT聚四氟乙烯导轨软带,径向轴承采用了精密的3182100型双列滚柱轴承及7000型圆锥滚子轴承。经实践使用效果良
好,符合设计要求。
b.传动元件的选择工作台传动系统的关键是精确地传递运动,而不是传递动力。因此传动系统采用同步带和大型精密蜗轮蜗杆副传动,并用调整垫片(见图3)来调整蜗轮蜗杆的中心距,从而消除蜗轮蜗杆的传动问隙。
c.伺服电动机及驱动器的选择由于工作台直径大,重量大,不仅要求工作台的伺服驱动电动机要有足够大的转矩,更重要的是要有高的伺服精度及刚度,这样才能保证转台的分度精度及被加工孔的定位精度。经设计计算确定采用日本三菱公司生产的SF352(B型)高性能、宽调速半闭环大功率交流伺服电动机驱动。其技术参数如下:所匹配的驱动器型号为MR-J2-350A,额定输出功率为3.5kW额定输出转矩为167N·m,最大转矩50.1N·m,最大转速为2500r/min。编码器的分辨率为16384脉冲/r。该伺服系统能实时地白动调整系统的增益,从而自动配合电动机及负载使系统达到优化的设定。
由于采取以上三条措施,使数控转台的安装调试极其方便,其性能指标不仪达到设计要求,而且超过原先设想。经实测,数控转台的重复定位精度达到0.01mm(2m直径上)。平稳性及快速响应能力亦非常理想。
2.钻床主轴箱沿摇臂的移动(X轴)根据该轴的传动精度对孔的定位精度的影响,综合考虑工件的精度要求及经济性,此轴采用步进电动机以及滚珠丝杠副传动。经设计计算,采用内循环浮动式双法兰滚珠丝杠(型号为FF5005-5),以及130BC3100A型步进电动机(保持力矩Mjmax=20N·m,步距角?b=0.6°,空载运行频率fmax=15kHz),在电动机与丝杠之间装有减速箱(i=1.2),最大快移速度3m/min。经实际使用完全达到设计要求。
3.主轴的上下进给运动(Z轴)
主轴的上下运动(Z轴)用于控制钻削的徕度,为此,应对主轴箱的传动链进行一定的修改,并由步进电动机作为驱动源,用于控制Z轴进给。