摘要: 數控落地銑鏜床X 軸進給箱用于實現機床X 軸方向的進給運動，其結構的可靠性對機床精度影響很大。文章通過對X 軸進給箱內齒輪受力結構進行優化，從而提高X 軸進給箱傳動的可靠性，滿足用戶對機床高精度和高可靠性的要求。
關鍵詞: X 軸進給箱; 齒輪; 精度; 可靠性
數控落地銑鏜床滑座帶動固定在其上的立柱做進給運動，即為X 軸進給運動，主軸箱等在立柱導軌上做垂向運動。實現X 軸進給運動的機構為X 軸進給箱，其傳動結構可靠性及穩定性對X 軸的定位精度、重復定位精度及反向差值的影響尤為重要，同時X 軸運動精度是數控機床其他軸運動的基礎，直接關系到機床整體精度。本文對機床X 軸進給箱齒輪受力結構進行優化。
1 、工作原理
目前數控落地銑鏜床X 軸進給箱安裝在滑座內，X軸進給運動采用伺服電動機驅動進給箱內齒輪組做旋轉運動，最終將動力通過進給箱的齒輪軸1 和齒輪軸2 作用于固定在床身上的齒條，從而將回轉運動轉化為直線運動，實現X 軸進給運動。X 軸進給正、反方向運動，分別由齒輪1 和齒輪2 與齒條嚙合來實現動力傳遞。在調整時，齒輪1 做為定位齒輪，先與齒條一側齒面嚙合貼緊，然后調整齒輪2 與齒條另一側齒面嚙合貼緊，位置調整好后，將V'軸齒輪3 與齒輪2 用脹套進行漲緊連接，從而實現正反向齒輪齒條間的無間隙傳動。
2 、存在問題及分析
數控落地銑鏜床在進行大平面重切削或空間位置面加工及曲面外輪廓加工時，X 軸進給箱需要經常加減速及正反向運動，因此齒輪齒條嚙合產生的瞬間沖擊很大，沖擊力反作用到Ⅴ' 軸的齒輪2，致使聯接齒輪3 脹套發生松動，嚴重影響X 軸進給運動的精度。目前脹套在Ⅴ'軸位置時，通過增大脹套的尺寸規格來提高其漲緊能力，在短期內可以滿足功能需要，但如果機床長期工作且受連續沖擊力作用，脹套與Ⅴ'軸和齒輪3 接觸面間會產生松動; 如果取消脹套，采用鍵－ 鍵槽式剛性連接，便無法調整，也就無法消除齒輪2與齒條的嚙合間隙，同樣影響X 軸運動精度。
根據以上分析，在現有的技術條件下，優化的方向是保證脹套與齒輪軸間有足夠的接觸應力，同時不增加裝置的復雜性。
3 、問題解決方法
進給箱齒輪組從Ⅰ軸到Ⅴ'( Ⅴ) 軸所傳遞的扭矩逐漸增大、速度則逐漸降低，即靠近傳動鏈末端齒輪或齒輪軸所受到齒輪齒條副的反作用沖擊力越大，也就是Ⅳ'軸齒輪所受到的沖擊力小于Ⅴ'軸。
根據以上分析為減小脹套所受到的沖擊及考慮空間位置，將脹套位置從Ⅴ' 軸齒輪3 改到Ⅳ' 軸的齒輪4。Ⅳ'軸齒輪5 齒數為21，與之嚙合的Ⅴ'軸齒輪3 齒數為61，脹套在Ⅳ'軸所受到的扭矩只是Ⅴ'軸時的近1 /3，改進前后結構對比如圖2。
通過將脹套由Ⅴ'軸改到Ⅳ'軸，不但很好地利用了裝置的空間資源，且沒有使裝置結構復雜，更重要的是大大減小了脹套受到的沖擊力，使其工作更加穩定。
4 、結語
隨著科學技術的快速發展，對數控落地銑鏜床加工精度及運動穩定性的要求越來越高。X 軸進給箱中脹套位置在Ⅳ'軸比在Ⅴ'軸受力效果更好，更適用于高精度、大扭矩的數控機床，此結構目前廣泛應用于TK6920 系列產品中，其穩定的運動及高精度獲得了用戶的好評。
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