謝 軍

(湖南財經(jīng)工業(yè)職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程系，湖南 衡陽 421002)

鋁套管錠子具有良好的力學(xué)性能和使用性能，能很好地適應(yīng)紡織行業(yè)高速紡紗及自動落紗的要求[1],且因其可用于集體落紗，能減少用工，國內(nèi)紡紗企業(yè)正逐步用鋁套管錠子代替光桿錠子。而鋁套管錠子桿盤組合件在加工裝配過程中，易發(fā)生變形，使桿盤組合件跳動超差，導(dǎo)致其產(chǎn)品合格率低、生產(chǎn)成本增加。筆者在此重點討論鋁套管錠子桿盤組合件的鋁套管精加工專用夾具的設(shè)計和應(yīng)用。

1 鋁套管錠子結(jié)構(gòu)

鋁套管錠子包括錠座和桿盤組合件，如圖1所示。將不同型號桿盤組合件的錠桿插入不同型號的錠座中，便可組合成多種型號的鋁套管錠子。

桿盤組合件包括鋁套管、錠盤和錠桿，如圖2所示。首先，將錠桿一端壓入鋁套管的錐孔中組成錠桿組合件，再將壓入錠桿端的鋁套管壓入錠盤的錐孔中，且錠桿穿過錠盤而露出，從而組合成桿盤組合件。

1—桿盤組合件；2—錠座。圖1 鋁套管錠子結(jié)構(gòu)示意

2 原桿盤組合件加工工藝及存在問題

2.1 加工工藝

原鋁套管錠子桿盤組合件加工工藝為：車鋁套管總長→一端鉆中心孔→另一端鏜、鉸錐孔→錠桿一端壓入鋁套管的錐孔中(即組合成錠桿組合件)→粗車鋁套管外圓(加工基準(zhǔn)為錠桿軸承檔和鋁套管中心孔)→半精車鋁套管外圓(加工基準(zhǔn)為錠桿軸承檔和鋁套管中心孔)→錠桿組合件壓入錠盤的錐孔中→磨錠盤外倒角→精車鋁套管外圓(加工基準(zhǔn)為錠盤外倒角和鋁套管中心孔)→桿盤組合件檢驗(檢驗基準(zhǔn)為錠桿錠尖和鋁套管中心孔)。

1—鋁套管；2—錠盤；3—錠桿。圖2 鋁套管錠子桿盤組合件

2.2 存在問題

原鋁套管錠子桿盤組合件加工工藝存在的問題：① 精車鋁套管外圓的基準(zhǔn)與半精車和粗車鋁套管外圓的基準(zhǔn)不一致；② 鋁套管外圓的車削屬細(xì)長軸加工，在切削力的作用下會發(fā)生變形[2]；③ 桿盤組合件跳動超差，合格率低，生產(chǎn)成本高。

3 改進(jìn)后鋁套管錠子桿盤組合件加工工藝

3.1 改進(jìn)后加工工藝

改進(jìn)后的鋁套管錠子桿盤組合件的加工工藝為：車鋁套管總長→一端鉆中心孔→另一端鏜、鉸錐孔→錠桿一端壓入鋁套管錐孔中(即組合成錠桿組合件)→粗車鋁套管外圓(加工基準(zhǔn)為錠桿軸承檔和鋁套管中心孔)→半精車鋁套管外圓(加工基準(zhǔn)為錠桿軸承檔和鋁套管中心孔)→錠桿組合件壓入錠盤錐孔→精車鋁套管外圓(加工基準(zhǔn)為錠桿軸承檔和鋁套管中心孔)→桿盤組合件檢驗(檢驗基準(zhǔn)為錠桿錠尖和鋁套管中心孔)。

3.2 鋁套管精加工專用夾具

由于錠桿組合件壓入錠盤后，錠桿軸承檔藏于錠盤孔內(nèi)，且軸承檔和錠盤間的空間很小，半徑差只有5 mm，常規(guī)夾具無法夾到錠桿軸承檔，為了實現(xiàn)加工基準(zhǔn)統(tǒng)一而設(shè)計鋁套管精加工專用夾具則可夾住錠桿軸承檔，使鋁套管外圓精車、半精車和粗車基準(zhǔn)完全一致，解決了原桿盤組合件跳動超差問題。在設(shè)計該鋁套管精加工專用夾具時，不僅要求加工精度和生產(chǎn)效率高，而且要求工藝性和實用性好[3]。鋁套管精加工專用夾具包括定位套體、螺栓、錠尖護(hù)套、彈簧、平墊、滑套、螺釘和銅套等，見圖3。

1—螺栓；2—定位套體；3—錠尖護(hù)套；4—彈簧；5—平墊；6—滑套；7—螺釘；8—錐面；9—通孔；10—第二臺階孔；11—銅套；12—定位螺紋孔；13—U型通孔；14—第二孔；15—第一孔；16—內(nèi)護(hù)錐；17—第一臺階孔；18—中心通孔；19—螺紋孔。圖3 鋁套管錠子外圓精加工專用夾具

定位套體一端為圓錐形，其與車頭主軸孔的錐度相匹配，另一端為直外圓，其外徑小于錠盤大孔內(nèi)徑，錐外圓大端端面均布8個第一孔，直外圓的周向設(shè)有定位螺紋孔；定位套體設(shè)有通孔便于錠桿通過，通孔靠近直外圓的端面設(shè)有第二臺階孔，與銅套外徑過渡配合，銅套安裝其內(nèi)，銅套內(nèi)孔與錠桿軸承檔的尺寸匹配且間隙很小，工作時可“夾住”錠桿軸承檔；定位套體圓錐外圓端設(shè)有螺紋孔，螺紋孔與通孔間設(shè)有第一臺階孔，錠尖護(hù)套設(shè)于第一臺階孔內(nèi)，其一端設(shè)有內(nèi)護(hù)錐，錠尖護(hù)套設(shè)有中心通孔與內(nèi)護(hù)錐相通，目的是當(dāng)錠尖頂住錠尖護(hù)套時，護(hù)錐可保護(hù)錠尖不被損壞；外螺紋定位螺栓擰入定位套體的螺紋孔中，將錠尖護(hù)套固定于第一臺階孔內(nèi)；環(huán)形平墊可套設(shè)于定位套體的直外圓上，平墊一側(cè)端面設(shè)有8個第二孔，第二孔的大小及位置與錐外圓大端端面上的第一孔相匹配；4根彈簧和4個圓柱銷間隔安裝在對應(yīng)的第一孔和第二孔間，其中圓柱銷與第一孔過盈配合，與第二孔間隙配合，在彈簧的作用下，平墊緊靠滑套端面，同時通過圓柱銷將套體的動力傳遞給平墊，使平墊與滑套不會相對滑動；環(huán)形滑套可套設(shè)于定位套體的直外圓上，其另一端設(shè)有錐面，上有錐面齒，錐面齒在彈簧作用下緊緊頂住錠盤內(nèi)倒角，由于滑套相對套體直外圓有一定的間隙，滑套的錐面可以浮動并找到錠盤內(nèi)倒角的中心，從而保證錠盤與錠桿的同軸度，起固定錠盤的作用，滑套的周向設(shè)有U型通孔，螺釘穿過滑套的U型通孔，與定位套體直外圓上的定位螺紋孔相連接，當(dāng)定位套體在車頭主軸帶動下轉(zhuǎn)動時，套體通過螺釘使滑套同步旋轉(zhuǎn)，滑套錐面齒帶動錠盤從而使桿盤組合件旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行精車外圓加工，同時螺釘也限定了滑套的軸向運動，避免滑套滑出定位套體直外圓而掉落。

該專用夾具的使用狀態(tài)如圖4所示，其工作原理為：將夾具套體裝入車床主軸孔中，在車床上“自鏜”銅套內(nèi)孔，使銅套的內(nèi)孔尺寸與鋁套管錠子桿盤組合件的錠桿軸承檔的尺寸相匹配，兩者的間隙一般為0.05 mm～0.08 mm，可解決銅套內(nèi)孔對錠桿的重復(fù)定位[4]，同時保證了銅套內(nèi)孔與車床主軸的同軸度，既保證了銅套內(nèi)孔相對車床主軸的跳動要求，又為提高桿盤組合件的跳動要求提供了基礎(chǔ)。

1—彈簧；2—螺釘；3—銅套；4—車床尾座頂針；5—滑套；6—平墊；7—圓柱銷；8—定位套體；9—錠尖護(hù)套；10—定位螺栓；11—車床主軸。圖4 鋁套管錠子外圓精加工專用夾具使用示意

將鋁套管錠子桿盤組合件的錠桿從銅套內(nèi)孔穿過，使其錠尖頂住錠尖護(hù)套內(nèi)護(hù)錐，此時，銅套內(nèi)孔正好位于錠桿軸承檔位置，若位置有差異，調(diào)整定位螺栓，使銅套位于錠桿軸承檔所在位置；彈簧將平墊推向滑套，使滑套錐面齒緊靠錠盤內(nèi)倒角，實現(xiàn)浮動定心，并帶動錠盤轉(zhuǎn)動，從而帶動桿盤組合件轉(zhuǎn)動，且不會打滑；用車床尾座頂針頂住桿盤組合件鋁套管的中心孔，固定尾座。這樣精車桿盤組合件的鋁套管外圓，可保證鋁套管在粗車、半精車和精車過程中加工基準(zhǔn)統(tǒng)一，使桿盤組合件跳動合格率提高不小于13.5%，大幅降低鋁套管錠子生產(chǎn)成本。

4 結(jié)語

鋁套管精加工專用夾具不但使桿盤組合件跳動合格率提高不小于13.5%，且與原工藝相比，改進(jìn)后的桿盤組合件工藝省掉了磨錠盤外倒角的工序，減輕了操作人員勞動強度，為企業(yè)降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。