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摘 要：車銑復合加工中心的B軸刀架精度和可靠性決定了該機床的性能，本文介紹了車銑復合加工中心上的B軸刀架的鎖緊結構，即固定角度鎖緊和任意角度鎖緊的不同鎖緊方式，以及鎖緊結構的應用實例。 關鍵詞：B軸；固定角度鎖緊；任意角度鎖緊 0 引言 隨著科技的飛速發展，航天、航空、船舶、軍工等行業一些關鍵零件對加工精度方面的要求不斷提高，更加突顯了復合加工技術的優勢。所謂復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，同時也提高了加工效率、降低了加工成本。在以科技創新為指導的背景下，柔性、復合、五軸聯動、高精、高速化是世界機床行業的發展方向。而車銑復合加工中心上的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。 車銑復合加工中心上的B軸刀架，即為可以帶動裝有刀具的車銑主軸進行旋轉或固定的機構。B軸，即為繞Y軸旋轉的伺服軸，是具有分度定位和聯動功能的刀具回轉軸。B軸旋轉與其他軸配合實現機床的多軸聯動功能，不僅可以鉆斜孔或銑斜面，而且作為插補軸可完成復雜空間曲面的加工，對加工高精度的復雜零件具有絕對優勢。當工件需要車削、鏜孔或者在某一角度進行鉆孔、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行鎖緊，否則切削力會引起振動或位移，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軸具有兩套鎖緊機構，一套是固定角度鎖緊（一般為2.5°或5°的整數倍），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力車削、銑削等要求；任意角度鎖緊是為了實現任意角度的加工要求。本文將對上述兩種鎖緊方式的結構形式進行簡要介紹。 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。三齒盤結構主要由動齒盤、定齒盤和鎖緊齒盤三部分組成，通過鎖緊齒盤的前后移動，實現B軸固定角度的鎖緊與松開。圖1即為三齒盤鎖緊結構的示意圖。 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，動齒盤5與配磨墊6一起安裝在B軸3的臺階面上，在裝配過程中，通過調整配磨墊的厚度，來保證定齒盤和動齒盤的等高，以保證鎖緊齒盤在與兩者嚙合時的結合率，實現鎖緊的高剛性要求。當油口B接通壓力油時，鎖緊齒盤4上移，鎖緊齒盤的內半部分與動齒盤嚙合，其外半部分與定齒盤嚙合，動齒盤與定齒盤通過鎖緊齒盤而鎖在一起，此時開關觸桿9上移，與無觸點開關8感應，發出信號，確保齒盤完全嚙合，完成B軸鎖緊動作；當油口A接通壓力油時，鎖緊齒盤4下移，開關觸桿9與無觸點開關脫開，無信號反饋，確保鎖緊齒盤與動齒盤和定齒盤完全脫開，動齒盤不在與定齒盤鎖在一起，B軸松開，可以自由轉動。 從三齒盤鎖緊的工作原理中，可以發現三齒盤鎖緊機構具有如下優點： 1）分度精度高。三齒盤嚙合是沿圓周向心分布的，齒盤嚙合時具有自動定心作用，所以回轉軸的精度及其在使用中的磨損對精度沒有影響； 2）精度重復性和持久性好。由于工作時齒盤在不斷對研，因此使用越久，分度精度的重復性和持久性就越好； 3）承載能力強、剛性高。當三齒盤嚙合在一起時，齒間接觸面均勻連續，所有齒面同時參加嚙合，接觸面積大，能承受較高載荷； 4）結構緊湊，維護簡便。 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。這種鎖緊結構通常采用兩片定摩擦片中間夾個動摩擦片的形式，所謂定摩擦片即指與固定件把合在一起的摩擦片，動摩擦片即指與旋轉件把合在一起的摩擦皮，同時動摩擦片通過配磨墊與B軸固定。在裝配過程中，通過調整配磨墊的厚度，來保證動摩擦片分別與上、下兩定摩擦片預留0.2mm的間隙，這樣在無壓力油供給的情況下，保證B軸的自由轉動。在油缸的下部裝有唇形密封環，當唇形密封環上不U型腔通壓力油的時候，油壓通過唇型密封環，迫使定摩擦片與動摩擦片之間的間隙得以消除，3個摩擦片壓合在一起，產生摩擦力，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，液壓卸載，復位彈簧壓迫定摩擦與動摩擦片脫開，實現B軸在任意角度鎖緊的松開。 彈簧摩擦片鎖緊機構，實現了機床在任意位置的加工，擴大了B軸功能和設備工藝范圍，真正做到完全加工。 3 結論 復合車銑加工中心的優勢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轉換而引起的誤差，保證了零件的加工精度特別是形狀位置精度的要求，已越來越的應用在航空、航天、船舶、軍工等一些行業的關鍵零件的加工上。復合車銑加工中心在加工復雜曲面的時候，需要通過B軸的分度，以及其它進給軸運動，共同完成機床的多軸聯動功能。為此，復合車銑加工中心的加工精度，在很大程度上受制于加工時B軸分度后的定位鎖緊精度。復合車銑B軸刀架上的固定角度和任意角度鎖緊機構，分別采用了兩種不同的鎖緊方式，來實現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。固定角度鎖緊即三齒盤鎖緊，承載能力強，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構可以實現任意角度的加工，擴大了B軸功能和設備的工藝范圍，真正做到了完全加工。 |
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