主轴快速准停系统

2008-03-06 14:31:41

为某汽车厂研制的程序控制仪表专用车床，要求主轴工作转速4000r/min，加工工件长度50mm，对工件的两个端面及两端处的外圆进行切削加工(参见图1)。工件中间有一槽，中间部位不允许作装卡用。要求19s加工一个零件。

针对上述要求，在主传动设计中采用了双主轴快速准停系统，用工件两端中心孔定位，设置了两个主轴系统，并分别在两个主轴上设有可伸缩的拨杆，用以转动工件实现切削。经程控仪表专用车床近8000次装卡工件切削试验验证，该系统停车迅速、定位准确，拨杆进入工件中间槽无一误动作，较理想地达到预期快速准停及动作可靠的目的。

1.主电动机 2.小皮带轮 3.大皮带轮 4、16.电磁离合器 5.制动离合器
6.左齿形带 7.左拨杆驱动油缸 8.左主轴 9.左拨杆驱动盘 10.左拨杆 11.右拨杆
12.右拨杆驱动盘 13.右主轴 14.右拨杆驱动油缸 15.右齿形带 17.活塞齿棒

图2 主轴传动系统

1 传动

如图2所示，主电动机1通过皮带，将转矩传到大皮带轮3，再经电磁离合器4传给传动轴Ⅰ-Ⅰ。制动离合器5的作用是，当电磁离合器4停止传递来自主电动机转矩时即时制动。6、15为同步齿形带，将传动轴Ⅰ-Ⅰ的转矩分别传入左右主轴8、13。主轴上的拨杆10、11拨动工件旋转。拨杆10、11的平移及旋转一个角度(绕过工件外圆)进入工件槽内勾住工件或从工件退出，是通过油缸7、14中的压力油推动活塞，使左右拨杆驱动盘9、12移动并带动拨杆在左右主轴大螺距的螺母中既平移又旋转而实现的。

设置在传动轴Ⅰ-Ⅰ右侧的电磁离合器16，可接通、断开来自油缸活塞齿棒17的转矩，从而使传动轴Ⅰ-Ⅰ在停止传入来自主电动机转矩时，通过该电磁离合器16传入一个附加转矩，使主轴停在预先设定的圆周某一固定位置。

1、2.供油口 3、4.位置信号开关

图3 油缸活塞齿棒结构

2 准停动作

由于左右主轴同步旋转和工件装夹的特定条件(参见图2)，工件只能一侧一侧地加工。因此当加工工件右侧的端面和外圆时，其右主轴上的拨杆是缩回的，工件右部加工完了时，左右主轴停止旋转。电磁离合器4脱开，制动离合器5制动。之后，附加输入转矩离合器16接通，由活塞齿棒17输入附加转矩到左、右主轴上，此时左右主轴Ⅱ-Ⅱ同步转动一个角度使停留在右主轴上的拨杆能进入工件中间槽位置。与此同时，左主轴上的拨杆同步退出工件，实现工件左部加工。左右主轴的准停是靠设置在其上的无触点开关发出位置信号，使得油缸活塞齿棒停止供油(停止附加转矩输入)。油缸活塞齿棒结构如图3所示。图中1、2分别为油缸左右供油口，油液由电磁阀控制：3、4为2个位置信号开关，当油缸活塞齿棒移动并带动齿轮旋转(为左右主轴Ⅱ-Ⅱ输入附加转矩)完毕，电磁离合器16脱开(与此同时电磁离合器4吸合主轴旋转)，工件左部实行切削。油缸活塞齿棒利用工件左部切削、电磁离合器16脱开的时间，通入反向压力油，使活塞齿棒恢复到原始位置，为下次输入附加转矩作准备。

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