摘 要：在螺桿的加工過程中，校直是必不可少的一道工序。目前，螺桿校直機(jī)主要分為普通半自動(dòng)校直機(jī)和全自動(dòng)校直機(jī)。前者其操作過程絕大部分還是依靠人力完成，校直精度不高，工作效率低，工件的質(zhì)量不穩(wěn)定。后者測(cè)量精度高，生產(chǎn)節(jié)拍快，工件適應(yīng)能力強(qiáng)，但價(jià)格價(jià)格昂貴，維護(hù)費(fèi)用高。對(duì)比兩種校直機(jī)的性能區(qū)別，參考全自動(dòng)校直機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，對(duì)普通半自動(dòng)校直機(jī)的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，使其適用于螺桿校直同時(shí)節(jié)約成本。

關(guān)鍵詞：螺桿；校直機(jī)；關(guān)鍵技術(shù)

1 概述

螺桿是注塑機(jī)的重要部件之一，它通過在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)完成對(duì)塑料進(jìn)行輸送、壓實(shí)、熔化、攪拌和施壓。而校直是機(jī)械加工過程中保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要工序， 廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、工程機(jī)械、機(jī)床、紡織機(jī)等機(jī)械制造行業(yè)。零件校直后可直接達(dá)到設(shè)計(jì)精度， 或減少后續(xù)加工量， 節(jié)約材料， 提高了生產(chǎn)效率[1]。所以，在螺桿的加工過程中，校直是必不可少的一道工序。螺桿校直機(jī)主要分為普通半自動(dòng)校直機(jī)和全自動(dòng)校直機(jī)。普通半自動(dòng)校直機(jī)其操作過程絕大部分還是依靠人力完成，校直精度不高，而且還需反復(fù)進(jìn)行校直，工作效率低，工件的質(zhì)量不穩(wěn)定。全自動(dòng)校直機(jī)測(cè)量精度高，生產(chǎn)節(jié)拍快，工件適應(yīng)能力強(qiáng)，但價(jià)格昂貴， 維護(hù)費(fèi)用高，往往令許多企業(yè)望而止步，嚴(yán)重束縛這些企業(yè)產(chǎn)品工藝水平的提高和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大。

國際上，由于自動(dòng)校直設(shè)備能有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)達(dá)國家十分重視此項(xiàng)技術(shù)的研究，并投入大量的人力、物力開展此項(xiàng)技術(shù)的研究工作，德國、意大利、美國和日本先后開發(fā)出具有本國特色的自動(dòng)小智設(shè)備產(chǎn)品[2]。國內(nèi)，軸類零件的校直理論發(fā)展已比較成熟，自動(dòng)校直設(shè)備歲落后與發(fā)達(dá)國家，但也發(fā)展迅速[3]。目前國內(nèi)的校直設(shè)備已經(jīng)由原來的手動(dòng)、半自動(dòng)向全自動(dòng)方向發(fā)展[4]。

2 螺桿校直機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 改進(jìn)校直和檢測(cè)平臺(tái)，簡化校直過程

普通校直機(jī)主要由液壓裝置、機(jī)械裝置、檢測(cè)裝置組成。普通校直機(jī)的機(jī)械裝置部分結(jié)構(gòu)如圖1所示：主要由校直平臺(tái)、左右V型塊、壓頭、升降按鈕、百分表組成。工作時(shí)，把要進(jìn)行校直的工件放置于左右V型塊上面，并把工件最高點(diǎn)（彎曲突出點(diǎn)）旋轉(zhuǎn)到壓頭正下方。工件放好后，將百分表裝好并壓于工件上，按下慢進(jìn)按鈕，在壓頭慢進(jìn)（向下）時(shí)，可以通過百分表的讀數(shù)知道壓頭的下行距離，從而保證工件的校直精度。此工步進(jìn)行完后，再將工件放置到檢驗(yàn)平臺(tái)上，檢測(cè)工件的精度是否達(dá)到預(yù)期數(shù)值，否則還要進(jìn)行一次或者多次校直。

檢測(cè)裝置如圖2所示，主要由左右頂尖裝置、百分表1、檢驗(yàn)平臺(tái)組成。

如圖把要檢測(cè)的工件放置在檢驗(yàn)平臺(tái)上，通過左右頂尖頂住工件兩端中心孔并鎖緊頂尖，然后裝好百分表1，并壓于工件上。旋轉(zhuǎn)工件，通過百分表1的讀數(shù)得出工件的跳動(dòng)量，并做好記錄，同時(shí)將工件的最高點(diǎn)（彎曲最大處）標(biāo)記出來，以便下道工序（校直）的順利進(jìn)行。

改進(jìn)過程中主要通過對(duì)校直平臺(tái)和檢測(cè)平臺(tái)的研究，把檢測(cè)平臺(tái)運(yùn)用到校直平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)一次校直后直接對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè)的功能，進(jìn)而提高校直機(jī)的工作效率。改進(jìn)后的檢驗(yàn)平臺(tái)如圖3所示。

2.2 優(yōu)化V型塊和壓頭設(shè)計(jì)

2.2.1 V型塊優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)螺桿結(jié)果的復(fù)雜性，考慮到校直過程過，V型塊反作用力對(duì)螺桿校直帶來的負(fù)面影響和壓頭偏離中心線造成的螺桿產(chǎn)生扭曲變形因素，對(duì)V型塊和壓頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以消除上述不利影響。

由原來的V型塊設(shè)計(jì)改為現(xiàn)在的U型塊，如圖4、圖5所示。避免了螺桿校直過程中因受力不均而產(chǎn)生的扭曲變形給校直帶來負(fù)面影響。

從受力分析圖6可以看出，采用V型塊校直，螺桿受力為兩邊“對(duì)稱“受力，采用U型塊校直，螺桿受力為單邊受力。這樣，螺桿校直過程中，U型塊與螺桿接觸面為線性接觸，截面受到的力為點(diǎn)接觸，大小與壓頭施加的力相同，方向相反，從而消除螺桿校直過程中產(chǎn)生扭曲變形的問題。

2.2.2 壓頭改進(jìn)

改進(jìn)前校直壓頭為平面，改進(jìn)后為弧面，如圖7所示，這樣可以消除校直過程中因壓頭中心與螺桿中心不在同一直線上而產(chǎn)生的力矩。也就是說在原來的壓頭上面銑出一個(gè)圓弧面，正好與U型塊對(duì)應(yīng)，使得螺桿的校直由原來的三點(diǎn)接觸變?yōu)閮牲c(diǎn)接觸，消除了因受力不均帶來的負(fù)面影響。

壓頭改為圓弧式還有一個(gè)作用是在壓頭下行過程中，如果螺桿所處位置非壓頭中心，圓弧型可以起到導(dǎo)向作用，從而把螺桿帶向受力中心線上。

2.3 測(cè)量裝置的改進(jìn)

針對(duì)螺桿的特殊性，表面分布螺槽為非連續(xù)性回轉(zhuǎn)面，對(duì)測(cè)量裝置進(jìn)行研究提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，解決校直精度這一關(guān)鍵問題。

之前檢測(cè)螺桿直線度百分表為自制的百分表，是在常用百分表的基礎(chǔ)上增加一個(gè)量塊（如圖8所示），目的是為了在檢測(cè)過程中避免表針掉進(jìn)螺桿的螺槽中，進(jìn)而影響檢測(cè)精度。正因?yàn)樵黾舆@個(gè)薄片，使得檢測(cè)時(shí)由于接觸點(diǎn)并不一定位于同一個(gè)截面圓周上，從而給測(cè)量的數(shù)據(jù)帶來誤差，直接影響校直時(shí)壓頭下行的距離。為了避免這一現(xiàn)象，對(duì)百分表進(jìn)行改進(jìn)，由原來的固定式量塊改成活動(dòng)量塊（如圖9所示）。這樣百分表檢測(cè)的角度會(huì)隨著螺桿的斜度而改變，從而提高檢測(cè)精度。

3 結(jié)束語

通過對(duì)普通螺桿校直機(jī)的研究和改進(jìn)，最終達(dá)到如表1所示的目標(biāo)。

螺桿校直機(jī)改造后，校直后螺桿的精度從0.3mm提高到0.05mm；平均校直時(shí)間節(jié)約一半；平均校直次數(shù)降低。

參考文獻(xiàn)

[1]王玉山，翟華.精密校直機(jī)液壓伺服系統(tǒng)仿真分析[J].機(jī)床與液壓，2010，5（10）：23-24.

[2]翟華，周磊.零件校直工藝?yán)碚撗芯縖D].合肥工業(yè)大學(xué)，2003.

[3]崔甫.矯直原理與矯直機(jī)械[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

[4]程章.自動(dòng)校直機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2010，6（3）：124-126.