陳濤，周泉華

（武漢鋼鐵重工集團(tuán)有限公司，武漢 430080）

1 問題分析

輥套結(jié)構(gòu)通常因其具有一定的剛度且能減輕構(gòu)件本體自重的優(yōu)點，廣泛地應(yīng)用于各類精密的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計中，如連鑄導(dǎo)流段的分節(jié)輥便是如此。同時輥套結(jié)構(gòu)在滿足使用性能要求的前提下又可以最大限度地降低成本。相較于長直軸，具有良好的抗彎特性，可以有效地避免長期使用后產(chǎn)生彎曲變形。但這種結(jié)構(gòu)在機(jī)械加工過程中對其外表面的同心度精度要求較高，例如某連鑄機(jī)導(dǎo)流分節(jié)輥套零件，如圖1 所示。

圖1 某連鑄機(jī)導(dǎo)流分節(jié)輥套

傳統(tǒng)的加工方案中，由于軸頭位置內(nèi)孔的特殊性，其定位裝夾不可采用內(nèi)卡裝夾法。一般都是一端利用機(jī)床自帶卡盤夾緊，另一端用機(jī)床尾座處的頂尖來頂緊。此裝夾方法通常需要加工完一端后，對工件兩端進(jìn)行調(diào)換位置，再加工另一端。如此反復(fù)換位找正，無形中加大了找正裝夾的難度系數(shù)和誤差頻率，難以保證產(chǎn)品的高精度要求。為保證輥套外圓的同心度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，特研制出了一種新型夾具。

2 夾具的設(shè)計

2.1 夾具的結(jié)構(gòu)

結(jié)合CW6163A 機(jī)床的規(guī)格，夾具的設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 夾具結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 夾具的原理

圖3 錐形聯(lián)接軸

圖4 左壓緊端蓋

莫氏錐度其本身就是一種可以實現(xiàn)嚴(yán)密銜接的聯(lián)接方式［1］，因此，根據(jù)機(jī)床主軸自身的莫氏6 號錐度特性，通過莫氏6 號錐度將聯(lián)接軸5 與機(jī)床主軸內(nèi)孔相聯(lián)接，即聯(lián)接軸5 其外圓錐度與主軸內(nèi)孔相適配，莫氏6 號錐度值為2°59′12″。然后將雙頭聯(lián)接螺桿4 一端與聯(lián)接軸5相聯(lián)接，另一端通過壓緊端蓋3、螺母1 等在螺母1 逐漸壓緊的過程中更進(jìn)一步地將錐形軸鎖緊，使得莫氏6 號聯(lián)接軸與機(jī)床主軸二者形成一種超常態(tài)化的緊固狀態(tài)，并固定為一體。輥筒軸左端部的壓蓋也是通過一定的錐度與滾筒軸的內(nèi)孔成緊配合狀態(tài)，通過緊鄰其后的鎖緊螺母來將其徹底壓緊、鎖死。同時在左端蓋與錐形軸右端部兩處設(shè)計的有焊接鍵塊方便定位，同時可以達(dá)到傳遞轉(zhuǎn)矩的目的，便于找正、調(diào)整等。錐形軸及其右端鍵塊設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖3，左壓緊端蓋結(jié)構(gòu)如圖4 所示。而輥筒軸的右端蓋同樣是通過錐度形成緊配合與機(jī)床尾座來完成鎖緊。整個聯(lián)接完成后，通過先后的壓緊和相適應(yīng)的尺寸鏈，可以將工件與主軸固定為一體，從而達(dá)到一次走刀完成整個輥面加工的目的，消除了卡盤裝夾的弊端。

2.3 夾具的使用過程

所有零部件的制作均可采用45 鋼調(diào)質(zhì)，其中莫氏錐度聯(lián)接軸可采用42CrMo 調(diào)質(zhì)處理，并對表面進(jìn)行淬火處理即可。

首先需要將車床的自定心卡爪整體拆卸，然后將雙頭聯(lián)接螺桿的一端螺紋錐形聯(lián)接軸帶螺紋孔的一端相聯(lián)接；再將聯(lián)接好后的軸按照機(jī)床主軸對應(yīng)的錐度方向穿入主軸的通孔；在螺桿的另一端依次裝上壓緊端蓋3、墊圈2 及螺母1；在錐形軸的右端螺紋部位依次裝入鎖緊螺母6，左壓緊端蓋7；將輥套吊運至對應(yīng)位置平衡后，在輥套右端裝入右壓緊端蓋；調(diào)整尾座頂尖；鎖緊主軸最左端的螺母，使錐形軸聯(lián)接更加緊固；調(diào)整鎖緊螺母6 使其壓緊左端蓋，配合尾座頂尖整體壓緊、鎖死。

3 結(jié) 語

傳統(tǒng)的輥套產(chǎn)品在機(jī)加工外圓表面時，無法精確地保證軸外圓表面的同心度要求，是因為自定心卡盤裝夾時不可避免地融入了更多的人為操作因素。此夾具避免了輥套在機(jī)床上反復(fù)換位時人工找正誤差；在確保產(chǎn)品精度的同時最大限度一定程度上降低了生產(chǎn)成本；且其結(jié)構(gòu)簡便，易于制作，適合批量輥套類產(chǎn)品的機(jī)械加工。

［1］ Perriard J. Fatigue resistance of ITI implant-abutment connectors a comparison of the standard cone with a novel internally keyed design［J］.Clinical Oral Implants Research，2002，13（5）.