一种新型的双刀架防撞装置

学术论文 2018-07-12 07:46:00
  双刀架数控机床是目前制造业采用最多的机床之一,它在大规格、重荷载、高精度工件生产和加工中十分重要,也是目前我国企业采用的最大规格的数控机床。为了防止操作者因为错误操作而导致两个刀架发生碰撞,进而引发事故,此类机床一般在设计和生产之初提前设置一个防碰撞装置,以保证机床工作的正常、持续、稳定开展。这里我们结合工作实例,简单阐述设置要点。 
  1 双刀架数控机床概述 
  双刀架数控机床是目前机械制造企业采用最多的数控机床之一,它在应用中通过两个相对排列的主轴和两套刀架共同构成,因此同时能够对两个不同的零件进行车铣复合加工。机床在加工的时候能够通过两个特定的控制系统和通道来对不同规格的工件进行加工,能一次性完成一些形状复杂、精度高工件的车削、钻削以及磨削加工,同时这两套刀架还能够独立控制或者是联动控制,进而实现综合、系统的控制形式。 
  双刀架数控机床在运行中,主轴具备着分度插补和单独控制的功能,在工件加工的时候能够做优惠转,并且在不停机的条件下对工件的受力进行对接传递,从而实现一次加工和处理的工作目标。而副轴刀架与主刀架相比,其主要的目标在迅速换刀,减少换刀故障的发生,并且避免刀架振动。在特殊工件加工中,副轴刀架通常都可以安装多个不同种类的刀具,可以从不同的方向和位置对工件进行装夹和切削,以便合理的对零件进行加工和处理。 
  在当前的社会发展中,双刀架数控机床已经广泛的应用在航空、汽车、摩托车、通讯、制冷等多个机械生产行业,它对于高精度、大批量、外形复杂的工件加工效果显著,能够满足各种不同需求的工件加工要求,同时能从各个不同的方向和位置对工件进行加工,从而提高加工效率,给企业经济效益的提高奠定理论基础。 
  2 数控机床双刀架防撞装置设置要点 
  根据过去多年的工作经验总结我们发现,目前大多数双刀架机床的防碰撞装置都是在左右刀架相近一段设置两个防撞支架,通过在防撞支架上设置一层橡胶垫层,从而作为撞击缓冲带。这一缓冲带的主要作用在于受到碰撞挤压之后发生变形,并且及时的发出作用,减缓碰撞带来的冲击力,并且向感应开关发出报警信号。而反馈机床的数控系统在强制驱动的作用下,刀架的电机制动系统发生反向动作,从而避免刀架碰撞引发的机械故障。但是这种防碰撞装置在利用的时候经常会因为报警装置的不准确而发生其他的一些不确定因素,这也会让橡胶垫层出现破损,久而久之报废,与此同时刀架的各项精确度也因此而产生影响,给工件加工精度造成一定影响,最终给机械加工企业造成一定的经济损失。 
  为了克服这种问题和不足,在这里我们采用一种全新的双刀架防撞;经过反复的实验,我们验证了该装置对于双刀架的靠近、碰撞预防有着良好的效果,并且避免了传统橡胶垫层逐渐破损而造成的损失。在本次的研究中,本双刀架防撞结构如图1所示,在该数控机床的设置中,刀架的设置左方防碰撞支架有3座,并且这3坐的防碰撞刀架都个安装了一个防护支架。根据预计设计标准要求,为了保证左右两边的支架处于同一水平直线上,在安装的时候端,机床保证两支架在同一直线上。撞块机床及固定板机床用螺钉固定于螺栓杆7机床的左端,机床螺栓杆7机床将橡胶套6机床支撑套8机床感应套机床9机床串连在一起,机床并用螺母使右端定位橡胶套4机床右端与固定在螺栓杆左端的固定板5机床之间保持一定的距离,机床这一串零件通过支撑套机床8机床与右防撞支架用螺钉固定在一起机床橡胶套机床10机床安装在螺栓杆机床7机床右端,机床橡胶套10机床右端为隔垫12,机床隔垫12机床右端为弹簧13,弹簧13机床右端为顶丝14,机床顶丝14机床通过螺纹联接方式固定在右防撞支架15机床右端部机床。无触点开关11机床通过螺母固定于右防撞支架15机床上,机床并位于橡胶套10机床中部。(图1) 
  图1 新型双刀架防碰撞装置结构 
  当左右两侧刀架相撞时, 左防撞支架 3 与撞块 4先接触, 撞块4 与固定板5 一起固定在螺栓杆7 左端因左防撞支架为钢性支架, 不会产生移动, 这样使螺栓杆7 推动感应套9 及橡胶套10 隔垫12 一起压缩弹簧13 向右防撞支架 15 移动。 因相撞之前, 无触点开关11 固定在右防撞支架15 上, 并位于橡胶套10 中间,此时不会产生信号 相撞之后, 橡胶套 10 感应套都会向右防撞支架15 移动 当橡胶套10 移离感应开关, 感应套9 移动到无触点开关 11 位置, 固定板 5 尚未与橡胶套6 接触, 此时使无触点开关 11 产生信号信号反馈给数控系统, 使系统报警, 系统使左右刀架电动机停止工作, 从而左右刀架停止移动 。这样有效地避免了左右刀架实质性的相撞。 即使是左右刀架在以最快速度靠拢接触, 由于反馈与执行存在时间差, 不会使刀架立刻停止移动, 会继续压缩橡胶套 6 及弹簧13, 橡胶套6 及弹簧 13 所产生的弹性, 有效地减小了对刀架的冲击力, 对刀架起到了安全保护作用。 
  结束语 
  本设计使双刀架的数控机床在正常操作的情况下, 从根本上避免了两刀架相撞的问题 即使在特殊工况下, 如操作者的误操作等, 也就是两刀架以最快速度相撞时, 也是可以使刀架免受巨大的冲击, 不会使刀架受到破坏, 对数控机床的双刀架起到了安全保护作用。 本装置设计新颖, 结构简单稳定, 节省空间, 节约成本, 在工作中安调及维修方便, 快捷, 并大大提高了机床安全性和可靠性, 具有一定的推广意义。 
上一篇刍议10kv配电线路带电作业的施工 下一篇低压配电线路常见故障分析