块的动载荷可达到10t。考虑到安全系数,每根导轨安装3个滑块。龙门框架的驱动源为双边齿轮齿条副(见图3),进给运动由轴2输入,通过两对斜齿轮将运动传给轴1和轴3,然后由两个直齿轮4和5去传动齿条,从带动龙门框架移动。轴2上两个斜齿轮的螺旋线的方向相反。通过弹簧在轴2上作用一个轴向力F,使斜齿轮产生微量的轴向移动,这时轴1和轴3便以相反的方向转过微小的角度,使齿轮4和5分别与齿条的两齿面贴紧,消除了间隙。Р主轴箱的上下垂直运动Z轴采用滚珠丝杠副传动。由于本机床不是高速铣床,Z轴的进给系统为伺服电动机通过传动比为4的平行轴定比齿轮箱带动滚珠丝杠旋转。笔者在设计中特别注意Z轴的安全问题。首先选用带电磁刹车的伺服电动机,其次在滚珠丝杠上装有一双向超越离合器,防止滚珠螺母自转引起主轴箱机械式下垂。当然,为了保护Z轴进给机构的精度,还在滑台上装有两个平衡油缸。平衡力Q等于主轴箱部件质量的85%。Р主轴箱的左右移动为Y轴,为了保证Y轴的传动精度,并使丝杠只受水平轴向力,故采用伺服电动机与滚珠丝杠直联方式。笔者选用的联轴器带有过载保护装置,在过载时联轴器会自动脱开。Р2.数控系统选型Р数控系统采用的是西门子840D,因为此系统提供了龙门轴的同步功能。使用此功能,本机床可以对龙门框架进给轴(X1,X2)实现无机械偏差的位移。运动的实际值可进行连续比较,即使最小的偏差也可以得到纠正,因此提高了X轴的运动精度。Р3.结语Р笔者最后要说明的是,根据专业机床零部件厂商提供的设计样本进行设计会达到事半功倍的效果。在此次设计过程中,笔者对数控系统、主轴单元、变速箱、齿轮齿条和丝杠导轨等都按照样本上的经验公式得出,不仅大大缩短了设计时间,同时使设计的可靠性更高。同时在设计机床中要注重适时应用三维软件,如在部件草图确立后就应立即进行三维模型装配,通过进行装配干涉检查,避免机床在装配时出现的碰撞干涉返工现象。
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