介紹一種新型的銑鏜床所用的帶減震功能的升降走臺

王莘澳

（齊齊哈爾二機床集團有限責任公司設計院，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

升降走臺是一種常見的機床外掛附件，是能隨機床水平或垂直移動而移動的操作平臺，在升降走臺上可以直接觀察零件加工位置并對加工情況作調整，具有隨主機升降平移等功能。但是隨著銑鏜床的主軸轉速要求越來越高，銑鏜床的震動就越來越大。由于銑鏜床的升降走臺是在機床主軸旋轉產生的振動狀態下工作，致使在升降走臺上長時間作業的操作者的身體產生不良反應，對操作人員的身體健康造成不良影響。

1 設計思想

銑鏜床的升降走臺是由操作間、固定走臺、活動走臺三大部分組成?；顒幼吲_是為了更好地觀察工件加工情況，在這里就不多做介紹。而減震裝置主要是安裝在操作間及固定走臺上。機床規格的不同，走臺的尺寸也不同，但裝置的方法是相同的。即在垂直方向通過將操作間固定于兩組彈簧之間然后一起固定到固定走臺上，使操作間在垂直方向上達到浮動的效果；水平方向也是通過將操作間固定于兩組彈簧之間然后一起固定到固定走臺上，使操作間在水平方向上達到浮動的效果。這樣走臺上的整個操作間都在彈簧間浮動。通過彈簧的吸振功能達到走臺整體的減振功能，從而緩解或避免長時間作業給機床操作人員帶來的身體不適。

2 結構及工作原理

2.1 減振升降走臺的結構設計

如圖1所示，該升降走臺減震裝置由操作間（2），固定走臺（6），活動走臺（7）組成。彈簧（1）、操作間（2）、彈簧（3）按順序用螺釘連接固定在固定走臺（6）的底板上面，使操作間在彈簧浮動在固定走臺上，達到豎直方向的減振效果。在水平方向將彈簧（5）安裝在操作間側板（4）和固定走臺（6）之間，已達到水平方向的減震效果，水平方向的減震裝置總共有4處，通過擺放使其達到水平方向的平衡。

圖1 減振升降走臺的結構設計

2.2 減振結構計算

已知：操作間+操作者的重量為1000kg（走臺尺寸、重量增加可相應增大彈簧的型號），主軸箱中轉子質量3000kg（將主傳動、銑軸等質量折合到一起），轉速3500r/min，平衡等級G6.3，求隔振動力參數。

建立力學模型（力學模型圖如圖2所示）。

由力學模型可知，本系統屬于被動隔振系統則有：

（2）ω=3500×2π/60=367rad/s

（4）彈簧個數及單個彈簧剛度：彈簧22個，則單個彈簧的剛度為：K’=6651309/22=302N/mm

采用圓柱螺旋彈簧；YB 8×32×60；Q81-1，24件 P’=309N/mm；PS=3696N

P’為彈簧剛度，Ps=實驗載荷，彈簧最大變形為：3696/309=12mm

為防止操作間與走臺相撞，操作間與走臺距離應為：2×δmax=0.0052mm

（6）瞬時最大相對運動響應：δmax=5δ0=0.0026m

（7）隔振彈簧的設計參數：彈簧的最小、工作和極限變形量分別為

（8）對應彈簧變形量的總彈性恢復力：

3 工作原理

在垂直方向通過將操作間固定于兩組彈簧之間然后一起固定到固定走臺上，使操作間在垂直方向上達到浮動的效果；水平方向也是通過將操作間固定于兩組彈簧之間然后一起固定到固定走臺上，使操作間在水平方向上達到浮動的效果。這樣走臺上的整個操作間都在彈簧間浮動。通過彈簧的吸振功能達到走臺整體的減振功能，從而緩解或避免長時間作業給機床操作人員帶來的身體不適。

4 應用范圍

目前減震升降走臺已廣泛用于各系列銑鏜床上。 此裝置的成功研制和應用，減小了由于機床主軸高速旋轉給走臺帶來的振動。極大限度的保證了操作人員長時間操作的身體健康。

5 結語

目前采用該裝置的數控落地銑鏜床已實現產業化，廣泛用于國防軍工、航空航天、機械、能源、船舶、核電等復雜、異形件的加工行業，對民族裝備工業的振興及國民經濟的發展具有重要意義。

［1］現代實用機床設計手冊編委會.現代實用機床設計手冊［M］.北京：機械工業出版社，2006.