鉆攻復(fù)合主軸箱的設(shè)計(jì)[1].pdf

鉆攻復(fù)合主軸箱的設(shè)計(jì)張亞慧江蘇林海動(dòng)力集團(tuán)公司 技術(shù)中心 ,江蘇 泰州 225300圖 1 零件工序圖在同一主軸箱上實(shí)現(xiàn)鉆孔和攻絲兩種加工工序 ,通常的方法是用兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)鉆孔和攻絲主軸 ,并采用活動(dòng)攻絲靠模裝置 ,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。本文介紹了一種新的設(shè)計(jì)方法 ,供大家參考。1 加工內(nèi)容164F 是我廠新開發(fā)的一種產(chǎn)品 ,為提高生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度 ,設(shè)計(jì)了專機(jī)生產(chǎn)線。 164FZJ 2 是其中一臺(tái) ,用于箱體結(jié)合面、輸出軸面上各孔的加工 ,以及火花塞孔的攻絲。工序圖見(jiàn)圖 1?？梢钥吹?,結(jié)合面上既要鉆孔 ,又要攻絲 ,并且兩者間的最小中心距不足 30mm。2 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)機(jī)床設(shè)計(jì)成三面單工位臥式專用機(jī)床 ,如圖 2 所示。其中結(jié)合面和輸出軸面上各孔的加工 ,是通過(guò)液壓滑臺(tái)帶動(dòng)主軸箱進(jìn)給、動(dòng)力頭電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)的 ;火花塞孔的攻絲則由機(jī)械滑套式動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng) ,其進(jìn)給是由凸輪型線控制的 ;夾具采用液壓缸來(lái)夾緊和松開工件。其中 、面的攻絲采用了通用的結(jié)構(gòu) , 面的主軸箱及攻絲結(jié)構(gòu)與常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)不同 ,設(shè)計(jì)成鉆攻復(fù)合主軸箱。3 鉆攻復(fù)合主軸箱的設(shè)計(jì)1)方案確定設(shè)計(jì)中注意到 ,結(jié)合面上鉆孔和攻絲兩者間的中心距不足 30mm ,如果采用資料上介紹的常用方法 ,主軸箱上要放置兩個(gè)電機(jī) ,并要設(shè)計(jì)活動(dòng)攻絲靠模板 ,結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜 ,所以決定設(shè)計(jì)成復(fù)合主軸箱 ,用同一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所有主軸 ,鉆孔由滑臺(tái)帶動(dòng)主軸箱進(jìn)給實(shí)現(xiàn) ,攻絲采用第二類靠模機(jī)構(gòu) ,將攻絲靠模板固定于主軸箱前面 (圖 2 中 A 向示圖 ) ,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)保證鉆孔進(jìn)給結(jié)束后 ,絲錐再切入工件。其動(dòng)作循環(huán)過(guò)程見(jiàn)圖 3。機(jī)床工作時(shí) ,固定在主軸箱前面的攻絲靠模板隨著動(dòng)力頭作快速引進(jìn) ,當(dāng)動(dòng)力頭轉(zhuǎn)為工作進(jìn)給后 ,動(dòng)力頭對(duì)工件進(jìn)行鉆孔工序 ,此時(shí)靠模板仍隨之前進(jìn) ;當(dāng)滑臺(tái)撞到死擋鐵后停止前進(jìn) ,鉆孔結(jié)束 ;但主軸仍在旋轉(zhuǎn) ,由于靠模機(jī)構(gòu)的作用 ,絲錐開始初入工件 ,達(dá)到要求深度后 ,由主軸箱上的攻絲行程控制機(jī)構(gòu)發(fā)出信號(hào)使電機(jī)反轉(zhuǎn) ;當(dāng)靠模桿退回原位后 ,即發(fā)信號(hào)切斷電機(jī) ,同時(shí)動(dòng)力頭快速退回并在原位停止。2)主軸箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)從工作過(guò)程來(lái)看 ,一定要保證鉆孔結(jié)束后絲錐942001年第 10期 圖 2 機(jī)床總圖11 液壓站 21 電器柜 311L XJB20 - F70 型機(jī)械滑套式動(dòng)力頭 41 墊塊 511CC25 型側(cè)底座 61 攻絲卡頭711HJ T32 型液壓滑臺(tái) 811 TD32 型動(dòng)力箱 91 左主軸箱 101 夾具 111 夾具底座 121 右主軸箱 131 調(diào)整墊板 1411CC32 型側(cè)底座 151 中間底座圖 3 動(dòng)作循環(huán)在才能切入工件。通常在設(shè)計(jì)主軸箱時(shí)無(wú)需考慮滑臺(tái)進(jìn)給量的大小。但在本機(jī)床的設(shè)計(jì)中為了實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程 ,卻一定要事先確定滑臺(tái)工作進(jìn)給量和工進(jìn)行程的大小 ,如果忽略了這點(diǎn) ,整個(gè)工作循環(huán)將無(wú)法進(jìn)行。本臺(tái)機(jī)床的設(shè)計(jì)參數(shù) :鉆孔主軸轉(zhuǎn)速 n1 = 900r/ min滑臺(tái)工進(jìn)進(jìn)給量 S 01 = 0. 15mm/ rS M1 = 900 0. 15/ 60 = 2. 25mm/ s攻絲主軸轉(zhuǎn)速 n2 = 230r/ min攻絲進(jìn)給量 S 02 = 1mm/ rS M2 = 230 1/ 60 = 3. 83mm/ s圖 4 所示的是滑臺(tái)快進(jìn)結(jié)束 ,即將進(jìn)入工進(jìn)時(shí)鉆頭和絲錐的位置。由于受同一電機(jī)的驅(qū)動(dòng) ,所有主軸的旋轉(zhuǎn)都是同步的 ,當(dāng)滑臺(tái)完成工進(jìn)行程 L 1 時(shí) ,靠模桿除隨滑臺(tái)前進(jìn) L 1 外 ,它的尾部將在主軸孔內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng) L 2 ;工進(jìn)結(jié)束后 ,靠模桿繼續(xù)旋出 L 攻 以完成攻絲工序。因此必須保證靠模桿在主軸孔內(nèi)的重合長(zhǎng)度滿足如下工作要求 :在重合長(zhǎng)度最大的情況下 ,靠模桿不致于同主軸孔底部相碰 ;在重合長(zhǎng)度最小的情況下 ,彈簧鍵的工作部分不致脫離主軸而影響其正常工作。在靠模桿處于原位 ,動(dòng)力頭工作進(jìn)給即將開始的情況下 ,靠模桿在主軸孔的重合長(zhǎng)度 L 重 是最大的 ,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定 L 重 之值 ,并應(yīng)使主軸孔的深度大于 L 重 。計(jì)算如下 :L 重 = K + L 2 + L 攻式中 K 絲錐攻絲到前端時(shí) ,靠模板尾部在主軸孔內(nèi)的最小重合長(zhǎng)度 , 本 機(jī) 床 選35mm;L 2 滑臺(tái)完成工進(jìn)行程L 1 時(shí) , 靠模桿的尾部在主軸孔內(nèi)產(chǎn)生的相對(duì)移動(dòng) ;L 攻 攻絲所需的行程由于 : L 1 = 5 + 1 + 4 = 10mmL 2 = S M2 L 1/ S M1 = 3. 83 10/ 2. 25 = 17mmL 攻 = 5 + 14 + 5 = 24mm則 : L 重 = K + L 2 + L 攻 = 35 + 17 + 24 = 76mm另外在設(shè)計(jì)攻絲行程控制機(jī)構(gòu) ,計(jì)算從主軸到擋鐵盤的轉(zhuǎn)速比時(shí) L 2 + L 攻 也是一重要數(shù)據(jù)。(2) 鉆孔主軸接桿增加支承攻絲靠模機(jī)構(gòu)要求適當(dāng)增加從靠模板到工件之間的距離 ,亦即增加系統(tǒng)柔性 ,以利攻絲順利進(jìn)行 ,而鉆孔時(shí)卻要求系統(tǒng)有比較好的剛性 ,兩者的矛盾怎么解決呢 ?圖 4 中可以看出 ,鉆孔接桿上增加了一個(gè)支承點(diǎn) ,由于空間尺寸的限制 ,無(wú)法在此安裝滾動(dòng)軸承 ,所以只能在靠模板上設(shè)計(jì)了一加長(zhǎng)滑動(dòng)軸承套 ,盡可能地使支承點(diǎn)靠近被加工工件 ,以減少接桿下垂量 ;另外夾具上還有導(dǎo)向鉆套。滑動(dòng)軸承的材料選用銅基合金 CuPb5Sn5Zn5 ,在靠模板上加工一斜油孔 ,用滴油潤(rùn)滑的方法對(duì)滑動(dòng)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。05 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)圓度誤差測(cè)量的探討童琳華大連億達(dá)日平機(jī)床有限公司 ,遼寧 大連 116023我們?cè)谑褂脠A度儀測(cè)量圓度誤差時(shí) ,經(jīng)常遇到調(diào)整精度達(dá)到何種程度就能夠滿足測(cè)量要求的問(wèn)題。如果做到測(cè)量前心中有數(shù) ,就不用去花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間進(jìn)行調(diào)整 ,從而快速而準(zhǔn)確地測(cè)量出圓度誤差。下面就討論一下影響圓度誤差的測(cè)量問(wèn)題。被測(cè)工件的輪廓形狀總是由宏觀的形狀、波度和微觀形狀 (粗糙度 )等構(gòu)成。我們一般在測(cè)量圓度誤差時(shí) ,選擇濾波 1 50 檔 ,這樣既反映了工件的有效輪廓 ,又排除了零件表面粗糙度及高中頻波度的影響。在測(cè)量條件設(shè)定后 ,影響圓度測(cè)量誤差的主要原因是被測(cè)工件定位的偏心和傾斜。下面分別討論 :1) 被測(cè)工件中心對(duì)圓度儀主軸中心偏心的影響在實(shí)際測(cè)量中 ,兩個(gè)中心不重合是絕對(duì)存在的 ,我們不可能無(wú)限制地一直調(diào)整 ,但可將其偏移量控制在適當(dāng)范圍內(nèi) ,就可以滿足測(cè)量要求 ,這是我們要討論的問(wèn)題 ,在此進(jìn)行如下分析 :設(shè)被測(cè)工件的標(biāo)準(zhǔn)圓半徑為 0 ,被測(cè)工件與儀器主軸中心偏心量為 A 。如圖 1 所示 。圖中 O 被測(cè)工件中心 ;O 主軸回轉(zhuǎn)中心 ;A 偏心量( A = 0 e) ; 0 被測(cè)工件 標(biāo) 準(zhǔn) 圓 半徑 ;e 單 位 半徑的偏心量 ;K 記錄誤差時(shí)所選的放大倍數(shù) ;圖 1 記錄圖形上最小半徑 Rt 的變換系數(shù) , Rt= 0 。在記錄圖形上 ,以主軸回轉(zhuǎn)中心 O 為極坐標(biāo)原點(diǎn) ,相應(yīng)于極角 的任一點(diǎn)向徑 i 可用下式表示 : i = 0 + K 0 ecos (1)若以圖形中心 O 為極坐標(biāo) ,任一點(diǎn)的向徑 Ri 可以表示 :R2i = 2i + K2 e2 20 - 2 i Ke 0cos (2)從 (2) 式可以看出 , Ri 矢量末端曲線軌跡已不再是圓了 ,因而記錄圖形產(chǎn)生了畸變。圖 4 加工示意圖3)電器設(shè)計(jì)上的特點(diǎn)電器設(shè)計(jì)不同點(diǎn)在于 ,滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的同時(shí) ,動(dòng)力頭電氣控制中間行程開關(guān) ,以啟動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn) ;而工進(jìn)結(jié)束時(shí) ,主軸卻仍需旋轉(zhuǎn) ,這樣終點(diǎn)就不能設(shè)計(jì)一般機(jī)床必需的終點(diǎn)行程開關(guān)。4 結(jié)束語(yǔ)本專機(jī)提出了一種新的設(shè)計(jì)方法 ,即在同一