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(zhǎng)齒條極易磨損，常常需要更換.但是，機(jī)床的長(zhǎng)時(shí)間使用造成機(jī)床導(dǎo)軌的磨損，引起工作臺(tái)下降，因此，從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的標(biāo)準(zhǔn)齒條裝上去以后無(wú)法正常使用.這樣就需要一根非標(biāo)的長(zhǎng)齒條來(lái)替換，而這種非標(biāo)的長(zhǎng)齒條只能根據(jù)實(shí)際使用情況加工配做.本設(shè)計(jì)通過(guò)在X6132型萬(wàn)能升降臺(tái)臥式銑床上設(shè)計(jì)加裝長(zhǎng)齒條銑頭和分度器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)齒條的銑削加工.

1 X6132型萬(wàn)能升降臺(tái)臥式銑床簡(jiǎn)介

銑削齒條可以采用指狀齒輪銑刀或盤(pán)形齒輪銑刀進(jìn)行加工.我們所加工的長(zhǎng)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(kāi)齒均有一定的難度，所以要采用盤(pán)狀齒輪銑刀來(lái)加工該齒條，這樣就要選擇在臥式銑床上來(lái)加工該齒條.

X6132型萬(wàn)能升降臺(tái)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(tái)橫向移動(dòng)量是手動(dòng)255mm/機(jī)動(dòng)240mm，縱向移動(dòng)量是手動(dòng)700mm/機(jī)動(dòng)680mm.

大多數(shù)機(jī)床上的長(zhǎng)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(zhǎng)度取決于銑床工作臺(tái)的橫向移動(dòng)量，所以加工這種長(zhǎng)齒條就比較困難.為此，我們專(zhuān)門(mén)為該型銑床設(shè)計(jì)加裝了一個(gè)可以銑削長(zhǎng)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(lái)的橫向安裝變?yōu)榭v向安裝，這樣就由原來(lái)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(zhǎng)度增加到了600mm左右，同時(shí)在工作臺(tái)縱向絲杠的右端設(shè)計(jì)加裝分度器，這樣就可以保證對(duì)任意模數(shù)齒條齒距的加工精度.

2 長(zhǎng)齒條銑頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖1 X6132萬(wàn)能升降臺(tái)銑床

因X6132銑床的主軸端的轉(zhuǎn)向與機(jī)床工作臺(tái)的長(zhǎng)邊方向是平行的，不利于加工長(zhǎng)齒條.同時(shí)考慮到銑頭吊架的功能，設(shè)計(jì)一個(gè)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(duì)圓錐齒輪來(lái)改變銑床輸出端的旋轉(zhuǎn)方向，再通過(guò)一對(duì)直齒圓柱齒使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)地傳遞到齒輪銑刀上.加工齒條時(shí)，可根據(jù)齒條的材料及各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)來(lái)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(dòng)比：1.28；

直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比：1；

外觀尺寸：280×340×346mm；

推力球軸承的型號(hào)：G51207.

考慮到該吊架在使用時(shí)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(wàn)能升降臺(tái)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(jì)一個(gè)上部為燕尾槽接口，并在懸架的頂部左右各開(kāi)一個(gè)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(shí)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(duì)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，使主軸的橫向傳動(dòng)變?yōu)榭v向傳動(dòng)，同時(shí)在該軸左端裝一向心推力球軸承來(lái)消除由于直齒圓錐齒輪傳動(dòng)產(chǎn)生的軸向推力；軸1與軸2之間用一對(duì)直齒圓柱齒輪來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)，同時(shí)考慮到在機(jī)械傳動(dòng)和機(jī)械加工中產(chǎn)生的震動(dòng)，在該軸的兩端各裝以推力軸承來(lái)降低該軸的震動(dòng).軸1與軸2全部采用滑動(dòng)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(jiàn)圖2.

圖2 銑頭結(jié)構(gòu)圖

3 工作臺(tái)分度器的設(shè)計(jì)

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

據(jù)公式np=nm，經(jīng)計(jì)算我們只需在分度盤(pán)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(jì)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(shí)踐證明，該分度器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)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(zhǎng)該銑頭和分度器的使用壽命，在使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）正常工作時(shí)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(dòng)前應(yīng)對(duì)該機(jī)構(gòu)所有運(yùn)動(dòng)部件澆注潤(rùn)滑油.

（3）使用時(shí)銑頭吊架與銑床懸梁必須緊固，以保證加工過(guò)程中的安全.

（4）切削硬度較高的零件時(shí)，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(tái)絲杠連接必須可靠，不得松動(dòng).

（6）分度器中的分度盤(pán)在使用前必須擦拭干凈.

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，通過(guò)加裝長(zhǎng)齒條銑頭和分度器附件銑削加工長(zhǎng)齒條，該方法合理、實(shí)用，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

長(zhǎng)齒條銑頭和分度器附件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加裝和拆卸；該機(jī)構(gòu)對(duì)長(zhǎng)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(jì)圖冊(cè)［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.