范 嘉 管 菁

（廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院，柳州 545616）

夾片廣泛應(yīng)用在高速鐵路、城際鐵路、普通公路鐵路、城市地鐵、大型天文臺(tái)、大型橋梁建設(shè)等基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目。夾片年需求量3億件以上。夾片有多個(gè)主要參數(shù)，如錐度、牙形、剛度、表面粗糙度等，其中，錐度是最重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)，它表明在允許錐度變化范圍內(nèi)的情況下，夾片所產(chǎn)生的夾緊力用以克服纜索承受橋梁重力所需要的拉力，同時(shí)又不至于產(chǎn)生過大的載荷而使夾片變形。

現(xiàn)有加工機(jī)床加工流程主要經(jīng)過以下 9 道工序：鋸→鍛造→車錐①→車端面②→沖字→磨外錐→攻螺紋→鋸彈性槽→鋸開（分為均勻兩片）。其中上標(biāo)為①～②數(shù)字的工序由工人人工將夾片送上數(shù)控車床高速旋轉(zhuǎn)的主軸上的脹緊套上。由于車床主軸高速旋轉(zhuǎn)，對手工上料的操作工人，存在極大的安全隱患。工人每天勞動(dòng)8h，不斷重復(fù)上料、下料、檢測，工作很容易造成疲勞，一旦分神將會(huì)威脅到人身安全。

1 設(shè)計(jì)內(nèi)容

本設(shè)計(jì)包括支架、下料管、推料氣缸、運(yùn)料氣缸、給料板、給料氣缸、下料拔叉和下料氣缸，具體如圖1所示。使用時(shí)，夾片放置于下料管中，通過夾片重力作用落之出料口處，通過推料氣缸將夾片推送至給料板上，通過運(yùn)料氣缸將給料板下移推至與車床主軸水平對齊處，再通過給料氣缸將給料板的夾片推送至車床主軸上。本設(shè)計(jì)能將夾片自動(dòng)送至車床的主軸進(jìn)行車削加工，解決了現(xiàn)有技術(shù)中手工上下料的問題，實(shí)現(xiàn)了夾片某道車削工序自動(dòng)上下料。本設(shè)計(jì)使用安裝簡單，提高生產(chǎn)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。減輕了勞動(dòng)工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人工作環(huán)境。

2 實(shí)施與應(yīng)用

圖1 夾片機(jī)床自動(dòng)上下料機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖

夾片機(jī)床自動(dòng)上下料機(jī)，包括支架、下料管、推料氣缸、運(yùn)料氣缸、給料板、給料氣缸、下料拔叉、下料氣缸和給料器，下料管、推料氣缸、運(yùn)料氣缸、給料板、給料氣缸、下料拔叉、下料氣缸和給料器均設(shè)置于支架上，下料管為兩端開口中空的管道結(jié)構(gòu)，推料氣缸設(shè)置于支架的支撐板上，下料管通過支撐桿設(shè)置于支撐板的上方，且該下料管的下端口與支撐板之間的間距形成出料口，推料氣缸位于該出料口一側(cè)，給料板位于該出料口另一側(cè)。給料器為兩端開口中空結(jié)構(gòu)，該給料器頂部開設(shè)有進(jìn)料口，下料管固定設(shè)置于給料器頂部并通過進(jìn)料口與給料器相貫通，該給料器靠近給料板的一端口即為出料口。運(yùn)料氣缸設(shè)置于支架的支撐板上，運(yùn)料氣缸與給料板連接，給料氣缸設(shè)置于給料板上，下料氣缸設(shè)置于支撐板上，下料拔叉與下料氣缸連接，下料拔叉一端設(shè)有U形槽，該U形槽位于車床主軸處，車床主軸位于支撐板下方，使用時(shí)，夾片放置于下料管中，夾片較大一端朝下，通過推料氣缸將夾片推送至給料板上，通過運(yùn)料氣缸將給料板推至與車床主軸水平對齊處，再通過給料氣缸將給料板的夾片推送至車床主軸上。給料板上設(shè)有運(yùn)料槽，運(yùn)料槽包括槽板Ⅰ和槽板Ⅱ，槽板Ⅰ和槽板Ⅱ相對固定設(shè)置于給料板上，該槽板Ⅰ和槽板Ⅱ之間就間距形成運(yùn)料槽，該運(yùn)料槽一端口與出料口相對，所述運(yùn)料槽中設(shè)有推板，該推板可沿著運(yùn)料槽中移動(dòng)，且該推板與給料氣缸連接。當(dāng)夾片推送至給料板上時(shí)，該夾片可以落入運(yùn)料槽中，起到定位的作用。給料板通過導(dǎo)向限位桿設(shè)置于支架的支撐板上，支撐板上開設(shè)有與給料板大小相等給料板通孔。給料板為移動(dòng)前與支撐板位于同一水平面，當(dāng)夾片被推至給料板上時(shí)，給料板通過運(yùn)料氣缸下移至與車床主軸水平對齊處，再通過給料氣缸將給料板的夾片推送至車床主軸上，夾片完成機(jī)加工后由下料氣缸帶動(dòng)撥叉運(yùn)動(dòng)，將夾片從車床主軸上推落下來，再進(jìn)行下一個(gè)夾片加工。所述的導(dǎo)向限位桿為安裝有限位塊的導(dǎo)向桿，該導(dǎo)向限位桿可對給料板起到導(dǎo)向和限位的作用。

裝配過程：用螺栓將推料氣缸固定在支撐板上。將專用給料器安裝在支撐板相配的凹槽內(nèi)并固定到位。用螺栓將給料氣缸固定在給料板上。將導(dǎo)向限位桿一端穿過支撐板上對應(yīng)的孔位并固定在給料板相應(yīng)的孔位上。用螺栓將下料抜叉固定在支撐板上。用螺栓將運(yùn)料氣缸固定在支撐板上。用螺栓將支撐板與安裝板聯(lián)結(jié)在一起。用螺栓將安裝板固定在車床主軸上。本自動(dòng)上下料機(jī)使用時(shí)可與現(xiàn)有的夾片機(jī)床連接使用。

使用時(shí)，可將多個(gè)夾片依次排列放置于下料管中，夾片較大一端口朝下，較小一端口朝上，通過夾片重力作用落之出料口處，通過推料氣缸將夾片推送至給料板上，通過運(yùn)料氣缸將給料板推至與車床主軸水平對齊處，再通過給料氣缸將給料板的夾片推送至車床主軸上，車床主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)，車床上的刀具對夾片進(jìn)行加工，夾片完成機(jī)加工后由下料氣缸帶動(dòng)撥叉運(yùn)動(dòng)，將夾片從車床主軸上推落下來，再進(jìn)行下一個(gè)夾片加工。本自動(dòng)上下料機(jī)可快速有效地將給料器中小端面朝上大端面朝下的夾片百分百推倒（此時(shí)夾片翻轉(zhuǎn)90°）。

3 結(jié)論

現(xiàn)有夾片生產(chǎn)中機(jī)床是主要的加工設(shè)備，在機(jī)床上加工夾片的工序是影響夾片產(chǎn)量提高的瓶頸。夾片機(jī)床自動(dòng)上下料不僅能消除提高其產(chǎn)量的瓶頸工序且為夾片自動(dòng)化全面實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)在這方面的研究尚處空白，因此，夾片機(jī)床自動(dòng)上下料市場前景廣闊，而且投資少，回報(bào)高。夾片生產(chǎn)廠家可設(shè)計(jì)夾片車外錐的自動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低成本。本發(fā)明成本可限于2000元以下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市場上同類產(chǎn)品，性價(jià)比非常高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。且本設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行上料和下料的工序，將現(xiàn)有手工上下料改成機(jī)械自動(dòng)上下料，故可以安裝在現(xiàn)有的夾片加工機(jī)上，預(yù)防不能利用現(xiàn)有夾片加工機(jī)而需要進(jìn)行改造，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)夾片自動(dòng)化生產(chǎn)投資大、成本高。

目前，夾片生產(chǎn)自動(dòng)化程度低：某公司月產(chǎn)夾片350萬件，兩班倒每班8h，每月按 22 天計(jì)算，一年生產(chǎn)夾片4200萬件。手工生產(chǎn)方式大大制約了夾片產(chǎn)量和銷量的提升。本發(fā)明比傳統(tǒng)方法提高效率 50%以上，且生產(chǎn)的夾片質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，滿足了大批量生產(chǎn)的要求。工人由原來的16人減少至4人，每年減少人工成本60萬元。同時(shí)加強(qiáng)了企業(yè)技術(shù)的更新?lián)Q代，加快了企業(yè)自身的發(fā)展前景，提高社會(huì)競爭力，降低生產(chǎn)制造成本。