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文檔簡介

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序言微量進給機構是精密機器和儀器上常用的一種機構,原先很多微量進給機構采用傳統(tǒng)的剛性機械傳動,現(xiàn)在已研發(fā)出了非剛性機械傳動代替了原先的剛性機械傳動,并得到很好的應用。2

提出問題重慶某精密機械廠接到了一光學儀器廠的生產(chǎn)訂單,該訂單要求制造2臺非標準的精密車床。主要的制造難點是此車床的橫進刀手輪的刻度盤分為100格,每格的橫進刀量≤0.001mm。

根據(jù)訂單方的要求,此精密車床的橫進刀手輪轉一圈,進給量最多為0.1mm。如果采用傳統(tǒng)的絲桿螺母加上齒輪傳動系統(tǒng)(見圖1),可以達到要求。但是,這種設計的一個主要缺點是齒輪傳動系統(tǒng)之間有間隙,手輪反轉時的進給量無法得到保證;其次,這種設計占的空間太大,成本高。因此應該采用其他更好的設計方案。圖1傳統(tǒng)的設計1—絲桿2—螺母3—軸承4—齒輪5—手輪3

解決方案當筆者得知這個信息后,便向這家精密機械廠的技術人員提出了新的解決方案,且此方案得到了認可。此方案采用的是一種基于液壓原理的微量進給機構(見圖2),這種微量進給機構仍然使用了絲桿和螺母,其結構是左右對稱的?;钊耐鈭A與座體的內孔為間隙配合,活塞內孔與活動銷外圓為間隙配合,活塞的內螺孔與絲桿配合,座體內孔裝滿鈣基潤滑脂,左、右兩端的螺桿都為右旋螺紋?;钊麑U的作用除了導向外,左邊的活塞導桿還與刀架相連,用于推動車刀微量進給和退刀[3,4]。圖2微量進給機構1—手輪2—絲桿3—座體4—活動銷5—活塞導桿(頂桿)6—活塞7—堵頭8—鈣基潤滑脂9—底板10—刀架

其工作原理如下。設螺桿螺距(導程)為t,活動銷的有效橫截面積為A1,活塞的有效橫截面積為A2。在A—A視圖中,設手輪沿逆時針方向轉過一圈,則左邊的活動銷相對于活塞向左移動位移為t,由于座體內孔的鈣基潤滑脂不可壓縮(體積不變),故活塞必然向右移動t′。則活動銷向左移動絕對位移為x=t-t′。故鈣基潤滑脂體積減少量為A1x,增加量為A2t′,根據(jù)鈣基潤滑脂體積不變原理,有A1x=A1(t-t′)=A2t′。這時,右邊的活塞也向右移動t′。活動銷相對于活塞向左移動t,向左移動的絕對量為t-t′=x。故這時座體內孔的體積的減少量為v1=A2t′,增加量為v2=A1(tt′),可得,v1=v2。故此時座體的右腔內不會出現(xiàn)真空,也不會被脹破。此時的鈣基潤滑脂仍然處于正常的連續(xù)充盈狀態(tài)。

左右兩邊的活塞同時向右移動了t′。如果手輪反向轉動一圈,則左右活塞同時向左移動t′、t″,可得:t′=A1t/(A1+A2)。如果讓A1<<A2,則t′<<t,活塞會微量移動。

在此車床中,取活動銷直徑d1=20mm,活塞直徑d2=120mm,導桿直徑d3=12mm,螺紋為M16,導程t=2mm,則A1=πd12/4=π202/4=100π,A2=πd22/4-πd12/4-πd32/4=π(d22-d12-d32)/4=π(1202-202-122)/4=3464π。得t′=A1t/(A1+A2)=100π×2/(100π+3464π)≈0.057(mm)。即手輪轉一圈,活塞(刀具)移動了0.057mm。如果手輪只轉1/100圈(即1格),則活塞(刀具)只移動0

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