加工中心機床旋轉工作臺制動用薄壁剎緊環
加工中心機床剎緊可靠性決定了機械加工時零件的精度以及表面質量。我們在試制該型轉臺過程中，發現原有的一套剎緊系統可靠性不高。工作臺面處于剎緊狀態時，施加相應的載荷，于工作臺最大外圓處支表讀數，彈性變形回復后，殘余位移仍達到0.04 mm，不符合0.02mm的設計要求。為此，我們擬增加一套剎緊系統以提高剎緊可靠性。1結構原理 鑒于該型轉臺采用的是直驅電動機，導致轉臺內部徑向空間狹小，且用戶限定了軸向高度。在此條件下，我們設計開發了結構緊湊的薄壁剎緊環。其結構示意圖如圖1所示。 其工作原理為薄壁剎緊環與基體相聯接(基體固定)，薄壁剎緊環薄壁處在內側呈圓周分布的液壓力的作用下產生彈性變形川，緊貼在旋轉體內壁，產生摩擦力，進而達到剎緊旋轉體的效果。2重要參數的分析 該薄壁零件在設計過程中需要確定幾個重要的參數，羅列如下。 (1)作用于薄壁處的液壓力F。該值的確定應遵循兩個原則:①薄壁在該力的作用下處于完全彈性變形;②保證作用于旋轉體內壁的力達到剎緊要求。 (2)薄壁厚度t。該數值在整個剎緊環的設計中處于重要地位，需尋求平衡點。該值如果較小，則薄壁變形效果越好，即剎緊能力越強。但同時，較小的壁厚將會增加機械加工的難度，應力集中、熱形變等因素將會造成壁厚不均勻，影響剎緊能力。而壁厚值過大，將造成變形困難，需提供極大的液壓力F。 (3)薄壁剎緊環與旋轉體之間的間隙。該數值同樣需尋求平衡點。既不能過大，也不能過小。過大會促使薄壁剎緊環必須產生大變形量才能起到剎緊作用，這將使薄壁環處于頻繁的“大變形一大回復一大變形”的過程中，嚴重影響其壽命。間隙過小則對薄壁剎緊環的機械加工帶來困難，如前所說，薄壁的加工過程中會有變形、應力集中，導致在沒有剎緊時，薄壁的高點已經與旋轉體內壁形成摩擦，降低薄壁環的使用壽命。3結論與展望 (1)本文建立了薄壁剎緊環的設計方法，計算出參數F、t以及σ的數值，并順利實施了生產，避免了盲目設置剎緊環及周邊結構的參數，加快了開發進程。到目前為止，該型轉臺剎緊系統可靠無故障，運行良好，并實現了經濟效益。 (2)對于該薄壁剎緊環加工難度大，控制節點多的問題，需進一步研究，其加工過程中的熱變形量與切削參數的關系、應力釋放與熱處理的關系等問題仍依賴于經驗值，需實現這些問題的量化研究，形成更好的指導作用。