加工中心机床旋转工作台制动用薄壁刹紧环
加工中心机床刹紧可靠性决定了机械加工时零件的精度以及表面质量。我们在试制该型转台过程中，发现原有的一套刹紧系统可靠性不高。工作台面处于刹紧状态时，施加相应的载荷，于工作台******外圆处支表读数，弹性变形回复后，残余位移仍达到0.04 mm，不符合0.02mm的设计要求。为此，我们拟增加一套刹紧系统以提高刹紧可靠性。1结构原理 鉴于该型转台采用的是直驱电动机，导致转台内部径向空间狭小，且用户限定了轴向高度。在此条件下，我们设计开发了结构紧凑的薄壁刹紧环。其结构示意图如图1所示。 其工作原理为薄壁刹紧环与基体相联接(基体固定)，薄壁刹紧环薄壁处在内侧呈圆周分布的液压力的作用下产生弹性变形川，紧贴在旋转体内壁，产生摩擦力，进而达到刹紧旋转体的效果。2重要参数的分析 该薄壁零件在设计过程中需要确定几个重要的参数，罗列如下。 (1)作用于薄壁处的液压力F。该值的确定应遵循两个原则:①薄壁在该力的作用下处于完全弹性变形;②保证作用于旋转体内壁的力达到刹紧要求。 (2)薄壁厚度t。该数值在整个刹紧环的设计中处于重要地位，需寻求平衡点。该值如果较小，则薄壁变形效果越好，即刹紧能力越强。但同时，较小的壁厚将会增加机械加工的难度，应力集中、热形变等因素将会造成壁厚不均匀，影响刹紧能力。而壁厚值过大，将造成变形困难，需提供极大的液压力F。 (3)薄壁刹紧环与旋转体之间的间隙。该数值同样需寻求平衡点。既不能过大，也不能过小。过大会促使薄壁刹紧环必须产生大变形量才能起到刹紧作用，这将使薄壁环处于频繁的“大变形一大回复一大变形”的过程中，严重影响其寿命。间隙过小则对薄壁刹紧环的机械加工带来困难，如前所说，薄壁的加工过程中会有变形、应力集中，导致在没有刹紧时，薄壁的高点已经与旋转体内壁形成摩擦，降低薄壁环的使用寿命。3结论与展望 (1)本文建立了薄壁刹紧环的设计方法，计算出参数F、t以及σ的数值，并顺利实施了生产，避免了盲目设置刹紧环及周边结构的参数，加快了开发进程。到目前为止，该型转台刹紧系统可靠无故障，运行良好，并实现了经济效益。 (2)对于该薄壁刹紧环加工难度大，控制节点多的问题，需进一步研究，其加工过程中的热变形量与切削参数的关系、应力释放与热处理的关系等问题仍依赖于经验值，需实现这些问题的量化研究，形成更好的指导作用。