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        適用于自動(dòng)線加工的主軸中心出水結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

        2018-05-14 13:45:46翟曉飛
        科技風(fēng) 2018年5期
        關(guān)鍵詞:鐵屑卡盤(pán)拉桿

        翟曉飛

        摘 要:伴隨著機(jī)械加工行業(yè)的不斷發(fā)展,為了使加工效率更快,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,對(duì)機(jī)械加工設(shè)備的配置和自動(dòng)化程度的要求也越來(lái)越高,數(shù)控機(jī)床和各種機(jī)器人搭配組成自動(dòng)線應(yīng)用而生,而為了使機(jī)器人更快、更準(zhǔn)的抓取零件,進(jìn)行上下料,主軸中心出水結(jié)構(gòu)的配置也成了必不可少的配置需求。

        關(guān)鍵詞:自動(dòng)線;主軸中心出水

        在加工過(guò)程中,加工狀態(tài)不斷的變化,工件上難免會(huì)殘留有鐵屑,這就對(duì)零件的卡持和定位會(huì)產(chǎn)生一定的影響,對(duì)機(jī)器人的抓取動(dòng)作會(huì)產(chǎn)生干擾,致使抓取不準(zhǔn)確,破壞工件表面質(zhì)量,影響加工效果。主軸中心出水的配置就是運(yùn)用了水流對(duì)殘留在工件上的鐵屑的沖擊作用,從而沖走鐵屑,解決這一問(wèn)題設(shè)計(jì)的。

        一、設(shè)計(jì)背景

        材料:45鋼退火或正火

        圖1為江蘇常州某客戶的零件加工圖紙,加工處最大圓的直徑為27mm,切削參數(shù)為,切深ap=1.5mm,進(jìn)給f=0.2mm/r,轉(zhuǎn)速v=3m/s。

        選用的機(jī)床i5T5.1配置的主電機(jī)型號(hào)為CTB-47P5ZGC10-60M5GP,額定功率為7.5kW,額定扭矩為104Nm,經(jīng)校核,符合該零件的加工需求。

        為了將殘留在卡盤(pán)和零件里孔上的鐵屑清理干凈,降低卡盤(pán)對(duì)零件的卡持和定位誤差,減少鐵屑對(duì)機(jī)器人爪的干擾,更好的配合自動(dòng)線機(jī)器人的抓取,特此,設(shè)計(jì)主軸中心出水裝置,如下圖2。

        二、工作原理

        機(jī)床在加工程序開(kāi)始的時(shí)候,給控制主軸中心出水的電磁閥一個(gè)信號(hào),水從排屑器水箱被水泵抽出來(lái)通過(guò)膠管運(yùn)送至旋轉(zhuǎn)接頭的進(jìn)水口,然后通過(guò)回轉(zhuǎn)油缸、中空拉桿、噴嘴將水噴射在卡盤(pán)和加工零件的里孔,將殘留在里邊的鐵屑沖刷掉,加工結(jié)束,給電磁閥一個(gè)結(jié)束的信號(hào),水泵停止工作,噴水也隨之結(jié)束,機(jī)器人將加工完成的零件抓取走。

        三、設(shè)計(jì)思路及步驟

        從主機(jī)排屑器水泵出水口位置引一路水路至卡盤(pán)處,對(duì)殘留在卡盤(pán)里孔和零件上的鐵屑沖刷清理,這就對(duì)卡盤(pán)油缸、旋轉(zhuǎn)接頭及中間環(huán)節(jié)的水路提出了特殊的要求,在該設(shè)計(jì)過(guò)程中,選用德國(guó) SMW品牌,型號(hào)為SIN-S100的中實(shí)回轉(zhuǎn)油缸;旋轉(zhuǎn)接頭選用的品牌為日本RIX(Rocky Joint),型號(hào)為L(zhǎng)A-1P12 ;卡盤(pán)選用的品牌為臺(tái)灣億川,型號(hào)為N-206A6。

        (1)設(shè)計(jì)過(guò)渡盤(pán)將中實(shí)回轉(zhuǎn)油缸與主軸帶輪連接上,除了要考慮把合孔的大小尺寸外,還需要考慮過(guò)渡盤(pán)里孔與主軸的干涉問(wèn)題,從結(jié)構(gòu)上避免干涉;

        (2)設(shè)計(jì)中空拉桿將油缸和卡盤(pán)連接上,油缸把合孔大小M24,卡盤(pán)旋轉(zhuǎn)接頭連接尺寸M55X2,預(yù)留噴嘴連接用的螺紋孔,另外為了保證主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的平衡,要求拉桿制造時(shí)做動(dòng)平衡測(cè)試,≤1g;

        (3)設(shè)計(jì)噴嘴連接件把合在拉桿頭部,選用型號(hào)為L(zhǎng)Q15A//SD15的噴嘴安裝于拉桿上,通過(guò)旋轉(zhuǎn)噴嘴來(lái)調(diào)整水流噴射到的位置;

        (4)設(shè)計(jì)合適的固定支架對(duì)旋轉(zhuǎn)接頭和中實(shí)回轉(zhuǎn)油缸的進(jìn)出油管進(jìn)行固定把接,防止管路在機(jī)床運(yùn)行的過(guò)程中甩動(dòng),造成危險(xiǎn);

        (5)為了防止在拉桿和接頭的把合處出現(xiàn)漏水的隱患,增加型號(hào)為GB/T10708.1-2000/25X15X6.3的適用于安裝在液壓缸活塞桿上起單向密封作用的橡膠密封圈;

        (6)整個(gè)水路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后,由于標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)的空間結(jié)構(gòu)比較緊湊,該套中心出水的結(jié)構(gòu)比標(biāo)準(zhǔn)的卡盤(pán)油缸多了旋轉(zhuǎn)接頭,導(dǎo)致Z軸方向加長(zhǎng),標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)間內(nèi)部空間不夠容納整套主軸出水裝置,這就需要在原來(lái)標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)的左拉門上做出更改設(shè)計(jì),考慮到設(shè)計(jì)制造的簡(jiǎn)單和易操作性,將原拉門增加一個(gè)100mm高的鼓包,既滿足了使用要求,也不影響機(jī)床整體的美觀。

        該套主軸中心出水結(jié)構(gòu)投放入客戶現(xiàn)場(chǎng)后,經(jīng)過(guò)為期幾個(gè)月的實(shí)際加工考驗(yàn),已達(dá)到穩(wěn)定加工的狀態(tài),起到了沖刷掉鐵屑的作用。相信隨著智能制造的推廣、自動(dòng)化加工的普及,機(jī)器人代替人力的現(xiàn)象也越來(lái)越多,這套主軸中心出水結(jié)構(gòu)配合各式各樣的加工自動(dòng)線也會(huì)更廣泛的出現(xiàn)在各個(gè)加工車間,減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,提高客戶的加工效率,為客戶帶來(lái)更多的收益。

        參考文獻(xiàn):

        [1]傅水根.機(jī)械制造工藝學(xué)基礎(chǔ) [M].機(jī)械制造工藝學(xué)基礎(chǔ),2011.

        [2]李洪.實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1999.

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