杜 勇

（晉中學(xué)院機(jī)械學(xué)院，山西晉中 030600）

0 引言

在一些中小型機(jī)械加工廠，機(jī)床走刀用的長齒條極易磨損，常常需要更換.但是，機(jī)床的長時間使用造成機(jī)床導(dǎo)軌的磨損，引起工作臺下降，因此，從市場上購買的標(biāo)準(zhǔn)齒條裝上去以后無法正常使用.這樣就需要一根非標(biāo)的長齒條來替換，而這種非標(biāo)的長齒條只能根據(jù)實際使用情況加工配做.本設(shè)計通過在X6132型萬能升降臺臥式銑床上設(shè)計加裝長齒條銑頭和分度器來實現(xiàn)對長齒條的銑削加工.

1 X6132型萬能升降臺臥式銑床簡介

銑削齒條可以采用指狀齒輪銑刀或盤形齒輪銑刀進(jìn)行加工.我們所加工的長齒條屬于模數(shù)較小的齒條，若采用指狀銑刀銑削，則可以在立式銑床上加工齒條，但由于提高刀具強(qiáng)度和刀刃開齒均有一定的難度，所以要采用盤狀齒輪銑刀來加工該齒條，這樣就要選擇在臥式銑床上來加工該齒條.

X6132型萬能升降臺臥式銑床是一種通用的金屬切削機(jī)床.如圖1所示.該設(shè)備加工范圍廣泛，故在機(jī)械制造加工中得到廣泛應(yīng)用.其工作臺橫向移動量是手動255mm/機(jī)動240mm，縱向移動量是手動700mm/機(jī)動680mm.

大多數(shù)機(jī)床上的長齒條是由幾段拼接而成，而且每段都在300mm以上，這種齒條在X6132型銑床上只能橫向裝夾，這樣銑削齒條的長度取決于銑床工作臺的橫向移動量，所以加工這種長齒條就比較困難.為此，我們專門為該型銑床設(shè)計加裝了一個可以銑削長齒條的銑頭，使銑刀的縱向切齒變?yōu)闄M向切齒，齒條的安裝位置也由原來的橫向安裝變?yōu)榭v向安裝，這樣就由原來的橫向進(jìn)給改變?yōu)榭v向進(jìn)給，使被加工齒條的加工長度增加到了600mm左右，同時在工作臺縱向絲杠的右端設(shè)計加裝分度器，這樣就可以保證對任意模數(shù)齒條齒距的加工精度.

2 長齒條銑頭結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖1 X6132萬能升降臺銑床

因X6132銑床的主軸端的轉(zhuǎn)向與機(jī)床工作臺的長邊方向是平行的，不利于加工長齒條.同時考慮到銑頭吊架的功能，設(shè)計一個上部為燕尾槽的吊架，把其裝在橫梁上，再在銑頭里面安裝一對圓錐齒輪來改變銑床輸出端的旋轉(zhuǎn)方向，再通過一對直齒圓柱齒使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動平穩(wěn)地傳遞到齒輪銑刀上.加工齒條時，可根據(jù)齒條的材料及各項技術(shù)參數(shù)來選擇刀具、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度以及背吃刀量.其中銑頭的主要技術(shù)參數(shù)為：

直齒圓錐齒輪的傳動比：1.28；

直齒圓柱齒輪的傳動比：1；

外觀尺寸：280×340×346mm；

推力球軸承的型號：G51207.

考慮到該吊架在使用時的吸震性和經(jīng)濟(jì)性，決定采用HT200先鑄造成型，然后再由機(jī)械加工成型.

X6132型萬能升降臺臥式銑床的主軸是水平放置的，考慮到銑頭吊架的功能，設(shè)計一個上部為燕尾槽接口，并在懸架的頂部左右各開一個寬度為5mm的直槽，以保證銑頭吊架與銑床懸梁的裝夾、定位精度，同時保證了銑頭輸入軸與機(jī)床主軸前端錐孔的精準(zhǔn)連接.輸入軸與軸1之間用一對直齒圓錐齒輪傳動，使主軸的橫向傳動變?yōu)榭v向傳動，同時在該軸左端裝一向心推力球軸承來消除由于直齒圓錐齒輪傳動產(chǎn)生的軸向推力；軸1與軸2之間用一對直齒圓柱齒輪來傳遞運(yùn)動，同時考慮到在機(jī)械傳動和機(jī)械加工中產(chǎn)生的震動，在該軸的兩端各裝以推力軸承來降低該軸的震動.軸1與軸2全部采用滑動軸承與銑頭吊架支撐，以保證運(yùn)轉(zhuǎn)的精度和平穩(wěn)性.銑頭結(jié)構(gòu)見圖2.

圖2 銑頭結(jié)構(gòu)圖

3 工作臺分度器的設(shè)計

在銑床縱向工作臺的右端，拆下其防塵蓋，在縱向絲杠軸裝上如圖3所示的簡易分度器，該分度器由分度盤、分度叉和分度手柄組成.如果不加工齒條時，只要拆下簡易分度器，便可恢復(fù)銑床原有的結(jié)構(gòu)，不會影響銑床的原有功能.

據(jù)公式np=nm，經(jīng)計算我們只需在分度盤上作出42等分孔即可加工任意模數(shù)的齒條.

圖3 分度器結(jié)構(gòu)圖

表1 齒距誤差

該齒數(shù)是近似值，因此進(jìn)行了齒距誤差的計算，如表1所示：根據(jù)上表可以得出，這種分度器的分度精度完全可以滿足加工這種齒條的一般精度要求.經(jīng)實踐證明，該分度器結(jié)構(gòu)簡單實用，拆裝方便，分度準(zhǔn)確，能滿足使用要求.

4 銑頭及分度器的工作要求

為保證安全生產(chǎn)及延長該銑頭和分度器的使用壽命，在使用中應(yīng)注意以下幾點：

（1）正常工作時銑床的工作轉(zhuǎn)速一般取n=90～150 r/min，切削進(jìn)給速度一般取f=23.5 mm/min左右，背吃刀量取α=2.0～3.0mm.

（2）在銑床上安裝好銑頭，啟動前應(yīng)對該機(jī)構(gòu)所有運(yùn)動部件澆注潤滑油.

（3）使用時銑頭吊架與銑床懸梁必須緊固，以保證加工過程中的安全.

（4）切削硬度較高的零件時，要相應(yīng)降低主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度.

（5）分度器和工作臺絲杠連接必須可靠，不得松動.

（6）分度器中的分度盤在使用前必須擦拭干凈.

5 結(jié)束語

經(jīng)實踐驗證，通過加裝長齒條銑頭和分度器附件銑削加工長齒條，該方法合理、實用，具有如下優(yōu)點：

長齒條銑頭和分度器附件結(jié)構(gòu)簡單，易于加裝和拆卸；該機(jī)構(gòu)對長齒條的加工效果好，加工精度也可以滿足使用要求；該方法擴(kuò)大了機(jī)床的加工范圍，可有效利用現(xiàn)有設(shè)備；可節(jié)約設(shè)備投資，降低成本；適用于中小企業(yè).

［1］上海紡織工學(xué)院.機(jī)床設(shè)計圖冊［M］.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979.

［2］孫恒，陳作模，薄文杰.機(jī)械原理［M］.北京：高等教育出版社，2006.