王捷耀

山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司三山島金礦

雙鍵槽銑槽設(shè)備研究

王捷耀

山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司三山島金礦

用于傳遞扭矩及動(dòng)力的軸類零件,一般采用平鍵或花鍵聯(lián)接。在重型機(jī)械中，常采用對稱雙鍵實(shí)現(xiàn)軸與軸上零件的聯(lián)接，是機(jī)械制造業(yè)中的重要聯(lián)接方式。在機(jī)械制造及修理中,180°對稱雙鍵槽的加工并非易事,而且現(xiàn)有方法均有不足。例如,用插削法受結(jié)構(gòu)限制,用刨削法效率低,用拉削法制造成本高等等。銑槽機(jī)因銑削精度高，質(zhì)量好，自動(dòng)化程度好等優(yōu)點(diǎn)，已在機(jī)械制造行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，成為機(jī)械制造行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備之一?，F(xiàn)有銑槽機(jī)只適用于加工單鍵槽，若加工雙鍵槽需要更換零件位置，找正工序麻煩，耗費(fèi)時(shí)間長，生產(chǎn)效率低，鍵槽的對稱度誤差大，致使使用壽命縮短。為此，設(shè)計(jì)了一種對稱雙鍵槽自動(dòng)銑槽機(jī)。完成銑槽機(jī)總體傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)，主軸與分配軸的設(shè)計(jì)，凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)、減速器的合理選擇以及操作裝置的設(shè)計(jì)。

雙鍵槽；銑槽；研制

雙鍵槽銑槽機(jī)必須具有單獨(dú)的傳動(dòng)裝置，一般包括電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器及機(jī)架等。其中進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通常采用電機(jī)與變速器的組合，使工件和滑臺達(dá)到需要的速度。傳動(dòng)裝置的作用是保證各工作軸獲得所需的扭矩。

傳動(dòng)路線安排：銑刀的傳動(dòng)由電動(dòng)機(jī)通過刀軸單獨(dú)驅(qū)動(dòng)；銑刀調(diào)節(jié)由調(diào)刀手柄調(diào)整；工件進(jìn)給由電動(dòng)機(jī)以及傳動(dòng)系統(tǒng)組成的外聯(lián)傳動(dòng)鏈驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器、鏈傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)；絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng)絲杠螺母移動(dòng)，最終可以實(shí)現(xiàn)滑臺的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工件被三爪卡盤夾持在滑臺上，并隨滑臺運(yùn)動(dòng)。

該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于鏈傳動(dòng)整體尺寸小，結(jié)構(gòu)較為緊湊，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用鏈傳動(dòng)這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。

滾珠螺桿是將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。滾珠螺桿副有多種結(jié)構(gòu)型式。滾珠絲桿螺母副有很多優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高、靈敏度高、傳動(dòng)平穩(wěn)：磨損小、壽命長；可消除軸向間隙，提高軸向剛度等。

動(dòng)力卡盤的夾緊作用主要由動(dòng)力裝置、滑軸、滑座和卡爪等組成。工作原理為卡盤通過螺母將螺桿軸的軸向移動(dòng)轉(zhuǎn)換成三個(gè)滑座在其滑槽內(nèi)的徑向移動(dòng)，這三個(gè)滑座的頂部帶有梳形齒和卡爪底部的齒構(gòu)成嚙合關(guān)系，通過滑座的移動(dòng)帶動(dòng)卡爪徑向移動(dòng)從而夾緊工件。每個(gè)滑座后面安裝一個(gè)補(bǔ)償塊，卡盤旋轉(zhuǎn)時(shí)補(bǔ)償塊向外的離心力通過杠桿機(jī)構(gòu)在滑座上施加一個(gè)向內(nèi)的平衡力，用來補(bǔ)償卡爪向外的離心力，減小工作時(shí)的夾緊力損失。

盤體材料為40Cr鋼，硬度要求為HRC40-45，淬火后盤體的臺孔、內(nèi)孔、槽口都要留下足夠的磨削留量。由于淬火時(shí)，孔徑基本上都要脹大，當(dāng)脹大量超過磨削留量時(shí)，就要造成廢品。為此根據(jù)這個(gè)零件的形狀特點(diǎn)制定了相應(yīng)的熱處理工藝?？ㄗΧ嗖捎?5鋼或40Cr鋼經(jīng)整體淬火?？ㄗM件一般由滑座和卡爪組成，兩者之間通過細(xì)齒和螺釘連接，通過調(diào)整和更換不同的副爪來適應(yīng)不同的夾緊任務(wù)。在每個(gè)滑座后面安裝一個(gè)補(bǔ)償塊，卡爪旋轉(zhuǎn)時(shí)補(bǔ)償塊的向外的離心力通過杠桿機(jī)構(gòu)在滑座上施加一個(gè)向內(nèi)的補(bǔ)償力，用來補(bǔ)償卡爪向外的離心力，減小外夾緊時(shí)的夾緊力損失。

滑軸是傳遞動(dòng)力的一個(gè)極其重要的部件?；S左端通過法蘭盤與機(jī)床的液壓油缸活塞連接。工作性質(zhì)要求該軸只能軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而不能有相對轉(zhuǎn)動(dòng)，因此該軸結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。滑軸傳遞活塞動(dòng)力，采用斜面結(jié)構(gòu)，滑軸通過斜面與滑座斜面接觸傳遞動(dòng)力，滑軸軸向運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)滑座沿滑工字槽徑向運(yùn)動(dòng)?；侵匾倪\(yùn)動(dòng)件，為使滑座具有較好的耐磨性和較高的強(qiáng)度，初步選用材料為38CrMoALA，先調(diào)質(zhì)T300后經(jīng)氮化，可以達(dá)到HV900硬度，足以達(dá)到使用要求。

滑座T型面與滑軸T型槽配合，滑座在滑軸動(dòng)力的傳遞下產(chǎn)生徑向運(yùn)動(dòng)，又通過頂面矩形齒與卡爪配合迫使卡爪完成夾緊和放松動(dòng)作。滑座通過卡盤工字槽定位，沿工字槽來回運(yùn)動(dòng)完成夾緊和放松的過程。為了減小卡盤工作過程中由于離心力的作用使滑座松動(dòng)引起夾緊力損失，所以在滑塊側(cè)面加了杠桿，補(bǔ)償離心力引起的夾緊力的損失，滑座上開油孔以便潤滑。

杠桿作用是補(bǔ)償卡爪、滑座和緊固螺釘組成的卡爪組件的離心力損失。左端與補(bǔ)償塊嚙合，右邊與滑座嚙合。當(dāng)卡盤工作時(shí)補(bǔ)償塊產(chǎn)生的離心力通過杠桿變成壓向卡爪座的夾緊力，從而實(shí)現(xiàn)夾緊力的補(bǔ)償作用。補(bǔ)償塊越重其補(bǔ)償作用越大。

盤體是整個(gè)系統(tǒng)的支撐部件，滑座通過工字型與卡盤工字槽相配合。法蘭盤也是支撐與連接部件，通過法蘭盤止口與機(jī)床主軸相連，支撐卡盤并起定位連接作用。

卡爪連接形式：動(dòng)力卡盤的卡爪分為鍵、槽配合型和梳齒連接兩種梳齒連接的有帶硬爪和不帶頂爪兩種。鍵、槽連接的只有不帶上卡爪的一種。卡爪與滑座采用細(xì)齒定位，螺釘夾緊。

為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，又要求結(jié)構(gòu)緊湊，所以選用絲杠螺母傳動(dòng)副為主要部件的X-Y向工作臺,實(shí)現(xiàn)刀具的X-Y向進(jìn)給。由于工作臺的運(yùn)動(dòng)載荷不大，因此采用有預(yù)加載荷的雙V形滾珠導(dǎo)軌。采用滾珠導(dǎo)軌可減少兩個(gè)相對運(yùn)動(dòng)面的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)之差，從而提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，減小振動(dòng)。