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        飛錘四軸鉆加工裝置的設(shè)計與應(yīng)用

        2010-03-28 03:56:44丁國全儲曉猛楊建新
        裝備制造技術(shù) 2010年9期
        關(guān)鍵詞:鉆床小齒輪裝夾

        丁國全,儲曉猛,楊建新

        (1.海安職業(yè)教育中心校,江蘇 海安 226600;2.江蘇大學(xué)基礎(chǔ)工程訓(xùn)練基地,江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

        柴油機(jī)R型燃油噴射泵的尾氣排放,能達(dá)到歐洲Ⅱ標(biāo)準(zhǔn),具有操縱力小、功率大、節(jié)省燃料、保證柴油機(jī)最佳扭矩特性和最低排放等優(yōu)點。R901部件是其重要的組成部分(如圖1所示),為日本引進(jìn)產(chǎn)品的國產(chǎn)化生產(chǎn)項目。R901部件中的飛錘零件(如圖2所示)是柴油機(jī)中重要的轉(zhuǎn)子部件,其加工精度的好壞,影響著柴油機(jī)尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)及其總體品質(zhì)水平。飛錘零件2-Φ8mm孔及2-Φ6mm孔尺寸精度及位置精度要求較高,如果保證不了,將會給整機(jī)的裝配帶來不良后果。

        圖1 R901調(diào)速器部件圖

        圖2 飛錘零件孔加工工序簡圖

        兩只飛錘零件組成一套,每月需生產(chǎn)4500套。因此,孔加工所采用的機(jī)床,就成為一個較為重要的問題。該道工序采用鉆、擴(kuò)、鉸的加工方案。就鉆削加工而言,采用數(shù)控機(jī)床加工,雖然效率有了明顯提升,工作效率可提高到85%,但投資比較大;采用普通鉆床加工,其為單軸機(jī)床,生產(chǎn)效率太低,平均的切削時間很少超過全部工作時間的30%。針對以上機(jī)床加工的劣勢,我們設(shè)計制作了一簡易四軸鉆加工鉆裝置。下面以鉆削加工為例,介紹該裝置的結(jié)構(gòu)及原理。

        1 裝置結(jié)構(gòu)

        該四軸鉆加工裝置主要由動力部件、鉆模板部件、裝夾部件及導(dǎo)向部件組成。四軸鉆加工裝置結(jié)構(gòu)見圖3。

        圖3 四軸鉆加工裝置結(jié)構(gòu)圖

        2 工作原理及過程

        四軸鉆加工裝置的原理,是通過齒輪的嚙合來增加鉆削加工軸的軸數(shù),以滿足同時加工4個孔的要求。通過二級齒輪嚙合,輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)向沒有發(fā)生變化,由于齒輪分支傳動,變成了多根輸出軸。四軸鉆加工裝置主要由以下部分組成:

        2.1 動力部件

        動力部件是實現(xiàn)切削加工主運(yùn)動的關(guān)鍵部件,其主要由輸入軸18、大齒輪23、輸出軸組件29、小齒輪11等零部件組成。大齒輪23通過平鍵17安裝在輸入軸18上;小齒輪11通過圓錐銷10固定在輸出軸組件29上;輸入軸及輸出軸均安裝在齒輪箱體14中,其中輸入軸與鉆床主軸孔相連,鉆床主電機(jī)帶動輸入軸旋轉(zhuǎn),經(jīng)大、小齒輪傳動,可帶動4個輸出軸同時旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)4個孔同時切削加工的主運(yùn)動。

        2.2 鉆模板部件

        鉆模板部件分為左右兩個部件,左側(cè)部件由左鉆模板4、Φ7.5mm鉆模套5、Φ5.5mm鉆模套30等元件組成,并固定在左安裝座3上,右側(cè)鉆模板部件與左側(cè)相同。鉆頭在切削加工過程中,首先通過鉆模套5(30),以預(yù)防及糾正鉆頭的引偏現(xiàn)象,保證了被加工孔的位置精度。

        2.3 裝夾部件

        裝夾部件是用來安裝零件的部件,也分為左右兩個部件,以實現(xiàn)一對飛錘同時加工。左側(cè)部件主要由左安裝座3、壓板32、雙頭螺栓33、螺母34及底板1組成。安裝座3是預(yù)先設(shè)計好的裝夾定位元件,采用一大平面(A面)一小平面(B面)對零件進(jìn)行定位(見圖2),共限制了5個自由度;選用螺旋壓緊機(jī)構(gòu),采用壓板32、雙頭螺栓33及螺釘34對零件進(jìn)行夾緊。右側(cè)裝夾部件與左側(cè)相同。

        2.4 導(dǎo)向部件

        底板1安裝在機(jī)床工作臺面上,用3根導(dǎo)柱2與齒輪箱體14和底板1上開設(shè)的孔作間隙配合,實現(xiàn)定位。在加工過程中,輸入軸18在旋轉(zhuǎn)時僅帶動4個輸出軸組件29旋轉(zhuǎn),而限制了動力部件的旋轉(zhuǎn)。

        3 使用注意事項

        (1)在確定切削用量時,需要考慮到速比問題(大、小齒輪的齒數(shù)不相等),以保證能合理選擇切削用量。

        (2)由于生產(chǎn)數(shù)量較大,鉆套容易磨損,選用可換式鉆套。鉆套本身應(yīng)具有足夠高的硬度和精度,以提高其使用壽命和零件的加工精度。

        (3)鉆頭要定期修磨,切削刃要對稱。由于飛錘零件Φ7.5mm孔和Φ5.5mm孔不處于同一平面,為避免切削時產(chǎn)生切削力不均,輸出軸組件上的Φ7.5mm和Φ5.5mm鉆頭需要適當(dāng)調(diào)整,以保證切削加工同時進(jìn)行,提高系統(tǒng)剛性及穩(wěn)定性。

        (4)為提高零件的加工精度,導(dǎo)向部件在調(diào)整安裝時,導(dǎo)柱、底板及齒輪箱體均應(yīng)處于自由狀態(tài),以免產(chǎn)生錯位現(xiàn)象。

        4 結(jié)束語

        經(jīng)過使用,該四軸鉆加工裝置加工飛錘零件,能夠滿足設(shè)計要求,做到了一次裝夾,一次切削加工成形,獲得了較高形狀和位置精度。該裝置結(jié)構(gòu)簡單,方便實用,有效地減少了輔助時間,提高了生產(chǎn)效率,同時也使零件質(zhì)量有所保證,使零件具有互換性,易于裝配,減輕了操作者的勞動強(qiáng)度,相信在日后的加工生產(chǎn)中,不斷地加以改進(jìn),定能取得更大的效果。

        [1]侯志堅,王曉琴.一種專用多軸鉆床的設(shè)計與制造[J].機(jī)床與液壓,2006,(2):93-94.

        [2]侯紅葉,賀旭光,劉建強(qiáng).磁選機(jī)鋁端蓋連接孔鉆模的設(shè)計與加工[J].礦冶,2008,17(2):104-106.

        [3]陳榕林,張 磊.巧改機(jī)床[M].北京:中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社,1985.

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