鉆攻復合主軸箱的設計[1].pdf

鉆攻復合主軸箱的設計張亞慧江蘇林海動力集團公司 技術中心 ,江蘇 泰州 225300圖 1 零件工序圖在同一主軸箱上實現鉆孔和攻絲兩種加工工序 ,通常的方法是用兩個電機分別驅動鉆孔和攻絲主軸 ,并采用活動攻絲靠模裝置 ,結構復雜。本文介紹了一種新的設計方法 ,供大家參考。1 加工內容164F 是我廠新開發(fā)的一種產品 ,為提高生產效率和自動化程度 ,設計了專機生產線。 164FZJ 2 是其中一臺 ,用于箱體結合面、輸出軸面上各孔的加工 ,以及火花塞孔的攻絲。工序圖見圖 1。可以看到 ,結合面上既要鉆孔 ,又要攻絲 ,并且兩者間的最小中心距不足 30mm。2 機床總體結構機床設計成三面單工位臥式專用機床 ,如圖 2 所示。其中結合面和輸出軸面上各孔的加工 ,是通過液壓滑臺帶動主軸箱進給、動力頭電機驅動主軸旋轉而實現的 ;火花塞孔的攻絲則由機械滑套式動力頭驅動 ,其進給是由凸輪型線控制的 ;夾具采用液壓缸來夾緊和松開工件。其中 、面的攻絲采用了通用的結構 , 面的主軸箱及攻絲結構與常見的結構不同 ,設計成鉆攻復合主軸箱。3 鉆攻復合主軸箱的設計1)方案確定設計中注意到 ,結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電機 ,并要設計活動攻絲靠模板 ,結構非常復雜 ,所以決定設計成復合主軸箱 ,用同一個電機驅動所有主軸 ,鉆孔由滑臺帶動主軸箱進給實現 ,攻絲采用第二類靠模機構 ,將攻絲靠模板固定于主軸箱前面 (圖 2 中 A 向示圖 ) ,結構設計時保證鉆孔進給結束后 ,絲錐再切入工件。其動作循環(huán)過程見圖 3。機床工作時 ,固定在主軸箱前面的攻絲靠模板隨著動力頭作快速引進 ,當動力頭轉為工作進給后 ,動力頭對工件進行鉆孔工序 ,此時靠模板仍隨之前進 ;當滑臺撞到死擋鐵后停止前進 ,鉆孔結束 ;但主軸仍在旋轉 ,由于靠模機構的作用 ,絲錐開始初入工件 ,達到要求深度后 ,由主軸箱上的攻絲行程控制機構發(fā)出信號使電機反轉 ;當靠模桿退回原位后 ,即發(fā)信號切斷電機 ,同時動力頭快速退回并在原位停止。2)主軸箱的設計要點(1)從工作過程來看 ,一定要保證鉆孔結束后絲錐942001年第 10期 圖 2 機床總圖11 液壓站 21 電器柜 311L XJB20 - F70 型機械滑套式動力頭 41 墊塊 511CC25 型側底座 61 攻絲卡頭711HJ T32 型液壓滑臺 811 TD32 型動力箱 91 左主軸箱 101 夾具 111 夾具底座 121 右主軸箱 131 調整墊板 1411CC32 型側底座 151 中間底座圖 3 動作循環(huán)在才能切入工件。通常在設計主軸箱時無需考慮滑臺進給量的大小。但在本機床的設計中為了實現上述過程 ,卻一定要事先確定滑臺工作進給量和工進行程的大小 ,如果忽略了這點 ,整個工作循環(huán)將無法進行。本臺機床的設計參數 :鉆孔主軸轉速 n1 = 900r/ min滑臺工進進給量 S 01 = 0. 15mm/ rS M1 = 900 0. 15/ 60 = 2. 25mm/ s攻絲主軸轉速 n2 = 230r/ min攻絲進給量 S 02 = 1mm/ rS M2 = 230 1/ 60 = 3. 83mm/ s圖 4 所示的是滑臺快進結束 ,即將進入工進時鉆頭和絲錐的位置。由于受同一電機的驅動 ,所有主軸的旋轉都是同步的 ,當滑臺完成工進行程 L 1 時 ,靠模桿除隨滑臺前進 L 1 外 ,它的尾部將在主軸孔內產生相對移動 L 2 ;工進結束后 ,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的重合長度滿足如下工作要求 :在重合長度最大的情況下 ,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 ,動力頭工作進給即將開始的情況下 ,靠模桿在主軸孔的重合長度 L 重 是最大的 ,設計時應確定 L 重 之值 ,并應使主軸孔的深度大于 L 重 。計算如下 :L 重 = K + L 2 + L 攻式中 K 絲錐攻絲到前端時 ,靠模板尾部在主軸孔內的最小重合長度 , 本 機 床 選35mm;L 2 滑臺完成工進行程L 1 時 , 靠模桿的尾部在主軸孔內產生的相對移動 ;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另外在設計攻絲行程控制機構 ,計算從主軸到擋鐵盤的轉速比時 L 2 + L 攻 也是一重要數據。(2) 鉆孔主軸接桿增加支承攻絲靠模機構要求適當增加從靠模板到工件之間的距離 ,亦即增加系統柔性 ,以利攻絲順利進行 ,而鉆孔時卻要求系統有比較好的剛性 ,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支承點 ,由于空間尺寸的限制 ,無法在此安裝滾動軸承 ,所以只能在靠模板上設計了一加長滑動軸承套 ,盡可能地使支承點靠近被加工工件 ,以減少接桿下垂量 ;另外夾具上還有導向鉆套?；瑒虞S承的材料選用銅基合金 CuPb5Sn5Zn5 ,在靠模板上加工一斜油孔 ,用滴油潤滑的方法對滑動軸承進行潤滑。05 組合機床與自動化加工技術圓度誤差測量的探討童琳華大連億達日平機床有限公司 ,遼寧 大連 116023我們在使用圓度儀測量圓度誤差時 ,經常遇到調整精度達到何種程度就能夠滿足測量要求的問題。如果做到測量前心中有數 ,就不用去花費過多的時間進行調整 ,從而快速而準確地測量出圓度誤差。下面就討論一下影響圓度誤差的測量問題。被測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 )等構成。我們一般在測量圓度誤差時 ,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。在測量條件設定后 ,影響圓度測量誤差的主要原因是被測工件定位的偏心和傾斜。下面分別討論 :1) 被測工件中心對圓度儀主軸中心偏心的影響在實際測量中 ,兩個中心不重合是絕對存在的 ,我們不可能無限制地一直調整 ,但可將其偏移量控制在適當范圍內 ,就可以滿足測量要求 ,這是我們要討論的問題 ,在此進行如下分析 :設被測工件的標準圓半徑為 0 ,被測工件與儀器主軸中心偏心量為 A 。如圖 1 所示 。圖中 O 被測工件中心 ;O 主軸回轉中心 ;A 偏心量( A = 0 e) ; 0 被測工件 標 準 圓 半徑 ;e 單 位 半徑的偏心量 ;K 記錄誤差時所選的放大倍數 ;圖 1 記錄圖形上最小半徑 Rt 的變換系數 , Rt= 0 。在記錄圖形上 ,以主軸回轉中心 O 為極坐標原點 ,相應于極角 的任一點向徑 i 可用下式表示 : i = 0 + K 0 ecos (1)若以圖形中心 O 為極坐標 ,任一點的向徑 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 ,因而記錄圖形產生了畸變。圖 4 加工示意圖3)電器設計上的特點電器設計不同點在于 ,滑臺由快進轉為工進的同時 ,動力頭電氣控制中間行程開關 ,以啟動電機旋轉 ;而工進結束時 ,主軸卻仍需旋轉 ,這樣終點就不能設計一般機床必需的終點行程開關。4 結束語本專機提出了一種新的設計方法 ,即在同一