一种精密加工中心重量平衡装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种精密加工中心重量平衡装置，作用于立式主轴箱上，其包括两个平衡油缸和供油机构，所述两个平衡油缸的活塞杆同步作用于立式主轴箱上，为立式主轴箱提供一个向上的拉力，所述供油机构包括电机、泵、加载阀和油箱，所述电机与所述泵传动连接，所述泵的出油口与所述加载阀的P口流体连通，且连接管路上设置有单向阀，所述加载阀的T口连通至所述油箱，所述加载阀的A口连接主油路，所述主油路与所述两个平衡油缸的进油口同时连接，为两个平衡油缸的有杆腔供油。上述平衡装置通过设计一个向上的拉力来降低甚至抵消主轴箱的负载，并设计供油机构和蓄能器等，实现系统自动检测及自动补充压力的功能，使得主轴无下沉量。

【技术实现步骤摘要】
一种精密加工中心重量平衡装置
本专利技术涉及汽轮机大叶片型面精密加工设备，尤其涉及一种精密加工中心重量平衡装置。
技术介绍
在加工一些汽轮机大叶片时，会用到多轴数控加工中心，以FTV850立式加工中心为例，其主轴上下移动是靠装在床身上的Z轴电机带动丝杠、活拧来实现精确传动，从而完成工件叶片的加工。由于主轴整体重量很重，电机、丝杠活拧负载很大，经常出现电机烧坏、丝杠磨损等故障，影响了生产效率和加工精度，另外异常停机时，Z轴电机刹车无法立即制动，出现下沉现象，导致刀具把工件砸出凹坑导致报废，而这种叶片单片造价昂贵，需避免此类情况发生，因此亟需提高设备动作精准性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种精密加工中心重量平衡装置，以减小Z轴承受负载，降低甚至消除Z轴下沉量，避免损伤工件。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种精密加工中心重量平衡装置，作用于立式主轴箱上，其包括两个平衡油缸和供油机构，两个平衡油缸的活塞杆同步作用于立式主轴箱上，为立式主轴箱提供一个向上的拉力，供油机构包括电机、泵、加载阀和油箱，电机与泵传动连接，泵的出油口与加载阀的P口流体连通，且连接管路上设置有单向阀，加载阀的T口连通至油箱，加载阀的A口连接主油路，主油路与两个平衡油缸的进油口同时连接，为两个平衡油缸的有杆腔供油。进一步地，加载阀采用二位四通换向阀，当加载阀切换于第一位时，其P口与T口连通，A口、B口关闭；当加载阀切换于第二位时，其P口与A口连通，B口与T口连通。进一步地，主油路上设置有压力传感器，压力传感器与加载阀信号连接，当检测压力小于设定值时，加载阀切换于第二位，向主油路中输送压力油；当检测压力不小于设定值时，加载阀切换于第一位。进一步地，还包括蓄能器，蓄能器的油口与主油路流体连通，且连接管路上设置有调节阀，蓄能器的油口还连接有泄压管路，泄压管路连通至油箱。进一步地，主油路上设置有压力传感器，压力传感器与调节阀信号连接，控制调节阀的开启程度使主油路的压力值维持至目标值。进一步地，泄压管路上设置有泄压阀。进一步地，泄压管路上设置有冲压口。进一步地，主油路上设置有压力表。综上，本专利技术的有益效果为，与现有技术相比，所述精密加工中心重量平衡装置通过设计一个向上的拉力来降低甚至抵消主轴箱的负载，并设计供油机构和蓄能器等，实现系统自动检测及自动补充压力的功能，以保证装置维持正常工作状态，使得主轴无下沉量，精度更高，降低了机床故障率，提高了生产效率，大大降低了产品报废率。附图说明图1是本专利技术实施例提供的精密加工中心重量平衡装置的液压原理图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。请参阅图1所示，本实施例提供一种精密加工中心重量平衡装置，作用于立式主轴箱14上，其包括两个平衡油缸1、供油机构和蓄能器7。两个平衡油缸1的活塞杆同步作用于立式主轴箱14上，为立式主轴箱14提供一个向上的拉力。供油机构包括电机2、泵3、加载阀4和油箱5，电机2与泵3传动连接，泵3的出油口与加载阀4的P口流体连通，且连接管路上设置有单向阀13，加载阀4的T口连通至油箱5，加载阀4的A口连接主油路6，主油路6与两个平衡油缸1的进油口同时连接，为两个平衡油缸1的有杆腔供油。此处的加载阀4优选二位四通换向阀，当加载阀4切换于第一位时，其P口与T口连通，A口、B口关闭；当加载阀4切换于第二位时，其P口与A口连通，B口与T口连通。主油路6上设置有压力传感器8和压力表9，压力传感器8与加载阀4信号连接，当检测压力小于设定值时，加载阀4切换于第二位，向主油路6中输送压力油；当检测压力不小于设定值时，加载阀4切换于第一位。本实施例中，整个平衡系统靠两个固定在床身横梁上的平衡油缸1提供拉力来平衡Z轴(主轴)的重量，Z轴位于下极限时，系统提供的压力应当能100％平衡Z轴的重量。系统的压力补偿供油机构来实现补压，假设Z轴在下极限100％平衡Z轴的系统压力为P，在系统动作过程中不管Z轴在哪个位置，当压力传感器8检测到系统压力低于0.7P时，电机2得电开始运转，加载阀4得电充压，当系统压力达到P时，加载阀4失电，电机2失电。蓄能器7的油口与主油路6流体连通，且连接管路上设置有调节阀10，蓄能器7的油口还连接有泄压管路，泄压管路连通至油箱5。压力传感器8还与调节阀10信号连接，控制调节阀10的开启程度使主油路6的压力值维持至目标值。当蓄能器7不足以提供压力时，由供油机构进行补充压力油，多余压力油可由蓄能器7储存或排泄回油箱5。泄压管路上设置有泄压阀11和冲压口12，用于为蓄能器7独立充能和泄能，满足使用需要。下面根据实际场合描述设计过程，以便实施。1)计算出Z轴的实际重量GZ，采用一个直径100mm的液压千斤顶保住Z轴后，脱掉Z轴的刹车，用千斤顶往上顶，压力显示50bar，则GZ＝PS＝50×π×52≈4000kg；2)此处Z轴的最大行程H＝940mm，考虑到Z轴的行程过长，整体重量加阻力将近4T，为防止活塞杆长期受力有屈服现象，所以采取平衡缸活塞杆往上拉的方式来平衡Z轴重量，经过计算选定活塞杆直径定为Φ40，r2＝20mm，为了保证上极限、下极限平衡重量的效果相当，应尽量减少平衡油缸的进油及排油量，也就是说活塞直径越小越好，为了方便加工，选定油缸的活塞半径为r1＝25mm，可计算出下极限处的单个平衡油缸压力Z轴从下极限到上极限平衡缸的需油量3)按Z轴在下极限100％平衡计算，核算Z轴在上极限后平衡油缸还能平衡Z轴多少重量。此处选取蓄能器的容积V0＝25L，氮气初始压P0＝110bar，当充入油压P1＝156.25bar，由P0V0＝P1V1＝P2(V1+VΔ)，得需油量V1＝17.6L，P2＝137.5bar。由此，在下极限处100％平衡，在上极限时可以平衡88％，上极限、下极限平衡效果相当。实际使用证明，加装重量平衡装置后，Z轴电机的电流从原来的60～70％降低到10％以下，电机温度由50～60℃降至室温，且人为模拟设备故障试验，拍下急停按钮后Z轴没有任何下沉现象，满足了设计要求。综上，该精密加工中心重量平衡装置通过设计一个向上的拉力来降低甚至抵消主轴箱的负载，并设计供油机构和蓄能器等，实现系统自动检测及自动补充压力的功能，以保证装置维持正常工作状态，使得主轴无下沉量，精度更高，降低了机床故障率，提高了生产效率，大大降低了产品报废率。以上实施例只是阐述了本专利技术的基本原理和特性，本专利技术不受上述事例限制，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精密加工中心重量平衡装置，作用于立式主轴箱上，其特征在于，包括两个平衡油缸和供油机构，所述两个平衡油缸的活塞杆同步作用于立式主轴箱上，为立式主轴箱提供一个向上的拉力，所述供油机构包括电机、泵、加载阀和油箱，所述电机与所述泵传动连接，所述泵的出油口与所述加载阀的P口流体连通，且连接管路上设置有单向阀，所述加载阀的T口连通至所述油箱，所述加载阀的A口连接主油路，所述主油路与所述两个平衡油缸的进油口同时连接，为两个平衡油缸的有杆腔供油。/n

【技术特征摘要】
1.一种精密加工中心重量平衡装置，作用于立式主轴箱上，其特征在于，包括两个平衡油缸和供油机构，所述两个平衡油缸的活塞杆同步作用于立式主轴箱上，为立式主轴箱提供一个向上的拉力，所述供油机构包括电机、泵、加载阀和油箱，所述电机与所述泵传动连接，所述泵的出油口与所述加载阀的P口流体连通，且连接管路上设置有单向阀，所述加载阀的T口连通至所述油箱，所述加载阀的A口连接主油路，所述主油路与所述两个平衡油缸的进油口同时连接，为两个平衡油缸的有杆腔供油。


2.根据权利要求1所述的精密加工中心重量平衡装置，其特征在于：所述加载阀采用二位四通换向阀，当加载阀切换于第一位时，其P口与T口连通，A口、B口关闭；当加载阀切换于第二位时，其P口与A口连通，B口与T口连通。


3.根据权利要求2所述的精密加工中心重量平衡装置，其特征在于：所述主油路上设置有压力传感器，所述压力传感器与所述加载阀信号连接，当检测压力小于设定值时，加...

【专利技术属性】
技术研发人员：李想，陈杰，李明，徐海峰，秦勤，周大庆，
申请(专利权)人：无锡透平叶片有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32