施兆春 華亮亮
(1.南京工程學(xué)院,江蘇南京211167;2.重慶威諾克智能裝備股份有限公司,重慶402160)
版輥也叫鋼輥,又分空心輥和實(shí)心輥,帶軸輥和非帶軸輥,一般用于制版,滾筒表面鍍銅,經(jīng)過(guò)凹版電子雕刻機(jī)雕刻好圖案,然后鍍上一層鉻。做好后交付印刷廠,常用于塑料包裝的印刷。版輥大量用于印制電路板中,批量大、品種多,有壓紋版輥、包裝版輥、木紋版輥、壁紙版輥等等。
以往一般采用車(chē)床兩頭分別加工,兩次加工的缺點(diǎn)是工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,技術(shù)水平要求高,生產(chǎn)效率低,最大的問(wèn)題是兩頭錐孔同軸度不小于0.05 mm,版輥裝配后使用,產(chǎn)品壓印不均勻,不能符合要求。
在與客戶多次溝通后,我們總結(jié)了版輥生產(chǎn)的特點(diǎn):多品種、中批量。所有品種加工內(nèi)容相似,如圖1所示,零件外徑范圍:100~350 mm;長(zhǎng)度范圍:300~1 100 mm;內(nèi)孔直徑范圍:70~100 mm;內(nèi)臺(tái)階端面直徑:140 mm;錐孔范圍:0°~32°。
圖1 版輥工序圖
加工完成后工件精度:(1)內(nèi)錐孔:跳動(dòng)≤0.02 mm;錐孔表面及倒角粗糙度Ra≤1.6;錐孔錐度誤差≤10′。(2)內(nèi)臺(tái)階端面:表面粗糙度Ra≤6.3。(3)綜合精度:錐孔兩端同軸度≤0.05 mm;錐孔與外圓同心度≤0.05 mm。
在了解產(chǎn)品特點(diǎn)后,我們?cè)O(shè)計(jì)的專(zhuān)機(jī)方案需解決的問(wèn)題有:一是設(shè)備具有兼容性,能夠加工客戶現(xiàn)有多品種產(chǎn)品,更換品種方便;二是解決困擾客戶的因兩端錐孔分次加工不同心引起的產(chǎn)品壓印不均勻問(wèn)題;三是保證設(shè)備加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠,加工效率高,讓客戶投資有高回報(bào);四是將專(zhuān)機(jī)行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)充分應(yīng)用到方案中,使設(shè)備既價(jià)廉物美又便于操作,讓客戶優(yōu)先選用我們的方案。
如圖2所示,數(shù)控機(jī)床為雙面臥式結(jié)構(gòu),由床身部件1、數(shù)控滑臺(tái)部件2、刀具部件3、數(shù)控鏜車(chē)頭部件4、夾具部件5等主要部件構(gòu)成,其他部件有控制部件、氣動(dòng)部件、潤(rùn)滑部件、防護(hù)部件等。
圖2 機(jī)床總圖
人工上料—對(duì)齊端面—定心夾緊—滑臺(tái)快進(jìn)—鏜內(nèi)錐孔、車(chē)內(nèi)端面—滑臺(tái)快退—夾具松開(kāi)—人工下料—機(jī)床循環(huán)。
(1)夾具兩個(gè)短V型塊定位,控制4個(gè)自由度,端面定位,控制1個(gè)自由度,共限制5個(gè)自由度,為欠定位,可滿足工序要求;(2)夾具夾緊力由一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),通過(guò)聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)左旋及右旋滾珠絲桿帶動(dòng)V型塊夾緊工件,夾緊力可通過(guò)系統(tǒng)設(shè)定伺服電機(jī)扭矩任意調(diào)節(jié);(3)兩個(gè)夾緊V型塊,由絲桿行程控制距離,可相應(yīng)夾緊不同直徑的工件;(4)根據(jù)零件長(zhǎng)度,沿直線導(dǎo)軌調(diào)整兩組夾緊塊的距離,滿足不同長(zhǎng)度工件要求;(5)兩組夾具塊調(diào)整好以后,必須考慮夾緊塊的鎖緊,保證夾具能克服軸向切削力,采用了液壓控制的活塞鎖緊直線導(dǎo)軌方法。
如圖3夾具主視圖所示,專(zhuān)用夾具由夾具體1、螺釘2、安裝座3、螺釘4、錐銷(xiāo)5、軸承6、端蓋7、螺釘8、隔套9、鎖緊螺母10、左旋絲桿11、右旋絲桿12、螺釘13、緩沖墊14、螺釘15、電機(jī)座16、螺釘17、支撐條18、螺釘19、V型塊20、螺釘21、鍵22、螺釘23、定位塊24、定位塊25、螺釘26、鍵27、結(jié)合套28、滑枕29、螺釘30共30個(gè)零件組成,左旋滾珠絲桿11與右旋滾珠絲桿12由結(jié)合套28固定連接,由同一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),伺服電機(jī)與左旋絲桿11由聯(lián)軸節(jié)連接,左旋絲桿11及右旋絲桿12的螺母座分別固定一個(gè)V型塊20,定位塊24及定位塊25固定在V型塊20上,當(dāng)伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí),V型塊20夾緊,反轉(zhuǎn)時(shí),V型塊20松開(kāi),實(shí)現(xiàn)零件的夾緊與松開(kāi)。左旋絲桿11及右旋絲桿12行程無(wú)極可調(diào),零件直徑調(diào)整范圍100~350 mm。左旋絲桿左端由兩個(gè)角接觸球軸承6支撐,角接觸球軸承外圈固定在安裝座3中。安裝座通過(guò)內(nèi)六角螺釘4與夾具體1固定,采用錐銷(xiāo)5定位;角接觸球軸承6外圈軸向由端蓋7固定;內(nèi)圈采用隔套9軸向定位,再由鎖緊螺母10固定。右端固定與左端固定同理,右旋軸承兩端固定與左旋軸承同理。
圖3 夾具主視圖
如圖4夾具俯視圖所示,本V型夾具成對(duì)使用,安裝在兩根直線導(dǎo)軌上,與直線導(dǎo)軌采用雙滑塊連接,夾具調(diào)整范圍300~1 100 mm,兩滑塊之間安裝氣動(dòng)鎖,既方便長(zhǎng)度調(diào)整,又能可靠鎖緊,保證加工精度。
圖4 夾具俯視圖
如圖5夾具左視圖所示,擋塊34與夾具體由螺釘33連接,卡環(huán)32與擋塊34由螺釘33連接,拉桿夾在卡環(huán)中,調(diào)整長(zhǎng)度時(shí),控制夾具與鏜車(chē)動(dòng)力頭距離。鑲條42置于絲桿螺母座與夾具體之間,用于消除絲桿螺母座與夾具體之間的間隙。壓板38與壓板40安裝于夾具體,起防塵美觀作用。
如圖6夾具A-A視圖所示,鎖緊塊44安裝于直線導(dǎo)軌上,鎖緊塊44與夾具體之間通過(guò)調(diào)整墊45消除安裝間隙。
圖5 夾具左視圖
圖6 夾具A-A視圖
如圖7夾具B-B視圖所示,活塞50與頂桿55斜面接觸,在液壓作用下,從絲桿兩側(cè)鎖緊直線導(dǎo)軌。端蓋48與鎖緊塊用螺釘連接,用O型圈46密封,活塞50與鎖緊塊采用O型圈51密封,頂桿55與鎖緊塊采用O型圈54密封。
圖7 夾具B-B視圖
設(shè)備裝配調(diào)試合格后,交客戶使用,加工出的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)符合雙方簽訂的技術(shù)協(xié)議要求,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,多品種規(guī)格兼容,解決了長(zhǎng)期困擾客戶的產(chǎn)品兩端錐孔的同軸度問(wèn)題,提高了客戶產(chǎn)品在行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。