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        手動攻絲定位導向裝置的設計與應用*

        2019-01-18 11:21:52
        機械研究與應用 2018年6期
        關(guān)鍵詞:攻絲絲錐螺絲

        謝 峰

        (江蘇安全技術(shù)職業(yè)學院,江蘇 徐州 221011)

        0 引 言

        在機械加工中,對產(chǎn)品進行螺紋攻絲是一種常見的工藝方法[1],手動攻絲仍占有重要地位,經(jīng)常碰到有些螺紋孔由于所在位置或零件形狀的限制,不適用于機攻螺紋,所以必須采用手動功螺紋,同時小螺紋孔直徑較小,絲錐的強度較低,機攻螺紋時容易折斷,一般也常用于手動攻螺紋。但是手動攻絲確實也存在不少問題,對于操作者來說初期需要花費大量的時間、精力和材料,不斷的摸索和掌握攻絲的過程和方法,才能對產(chǎn)品進行攻絲加工。因此,能夠設計和制作一種輔組裝置成為一個關(guān)鍵問題。

        1 手動攻絲方法介紹

        1.1 攻絲的要點

        ①工件上螺紋底孔的孔口要倒角,通孔螺紋兩端都倒角;②工件夾位置要正確,盡量使螺紋孔中心線置于水平或豎直位置,使攻絲容易判斷絲錐軸線是否垂直于工件的平面;③在攻絲開始時,要盡量把絲錐放正,然后對絲錐加壓力并轉(zhuǎn)動絞手,當切入1~2圈時,仔細檢查和校正絲錐的位置。一般切入3~4圈螺紋時,絲錐位置應正確無誤。以后,只須轉(zhuǎn)動絞手,而不應再對絲錐加壓力,否則螺紋牙形將被損壞[2];④攻絲時,每扳轉(zhuǎn)絞手1/2~1圈,就應倒轉(zhuǎn)約1/2圈,使切屑碎斷后容易排出,并可減少切削刃因粘屑而使絲錐軋住現(xiàn)象;⑤遇到攻不通的螺孔時,要經(jīng)常退出絲錐,排除孔中的切屑;⑥攻塑性材料的螺孔時,要加潤滑冷卻液。對于鋼料,一般用機油或濃度較大的乳化液,要求較高的可用菜油或二硫化鉬等。對于不銹鋼,可用30號機油或硫化油;⑦攻絲過程中換用后一支絲錐時,要用手先旋入已攻出的螺紋中,至不能再旋進時,然后用絞手扳轉(zhuǎn)。在末錐攻完退出時,也要避免快速轉(zhuǎn)動絞手,用手旋出,以保證已攻好的螺紋質(zhì)量不受影響;⑧機攻時,絲錐與螺孔要保持同軸性;⑨機攻時,絲錐的校準部分不能全部出頭,否則在反車退出絲錐時會產(chǎn)生亂牙;⑩機攻時的切削速度,一般鋼料為6~15 m/min;調(diào)質(zhì)鋼或較硬的鋼料為5~10 m/min;不銹鋼為2~7 m/min;鑄鐵為8~10 m/min。在同樣材料時,絲錐直徑小取較高值,絲錐直徑大取較低值[3]。

        1.2 現(xiàn)有技術(shù)手動攻絲存在的問題

        現(xiàn)有手動攻絲如圖1所示,鉸杠與絲錐卡接,用手轉(zhuǎn)動鉸杠,鉸杠帶動絲錐,通過絲錐工作端上的紋路對工件進行攻絲?,F(xiàn)有手動攻絲時,由于人的兩手壓力不均,平衡不好,很容易導致在攻絲過程中絲錐傾斜,絲錐與工件表面不垂直,造成手動攻絲攻出的螺紋孔傾斜、不正,發(fā)生歪曲,從而影響了攻絲精度及工件質(zhì)量。且在攻絲過程中,為了絲錐定位準確,垂直于工件表面獲得標準的螺紋孔,在手動轉(zhuǎn)動鉸杠時,需要不停的調(diào)整兩手的力度,鉸杠轉(zhuǎn)動較慢,攻絲效率低,絲錐容易斷裂,勞動強度大[4]。

        圖1 現(xiàn)有手動攻絲的工作示意圖

        2 手動攻絲定位導向裝置設計與制作

        為解決攻絲時存在的問題,提高攻絲的質(zhì)量和加工效率,設計了一種攻絲輔助裝置即:手動攻絲定位導向裝置。手動攻絲定位導向裝置設計圖如圖2所示,實物圖如圖3所示。

        圖2 手動攻絲定位導向裝置設計圖1.底座 2.軸承 3.螺釘 4.固定座 5.手柄螺絲一 6.立柱 7.彈簧一 8.手柄螺絲二 9.棘輪式鉸杠 10.彈簧二 11.滑動導向塊 12.支撐臂 13.手柄螺絲三 14.絲錐

        圖3 手動攻絲定位導向裝置實物圖

        2.1 技術(shù)方案

        如圖2所示,手動攻絲定位導向裝置由底座、立柱、固定套、支撐臂、滑動導向塊、軸承、彈簧、手柄螺絲、螺釘、棘輪式絲鉸杠、絲錐等幾部分組成。立柱通過固定座、軸承、螺釘安裝在底座上,固定座上安裝手柄螺絲,可實現(xiàn)立柱360°旋轉(zhuǎn)和鎖緊;立柱上安裝彈簧、支撐臂、鎖緊螺絲,支撐臂可沿著立柱軸向方向移動和鎖緊,彈簧起緩沖作用,滑動導向套安裝在支撐臂上,可沿著支撐臂靈活滑動并通過手柄螺絲鎖緊;棘輪式鉸杠手穿過彈簧和滑動導向塊后安裝絲錐,鉸杠帶動絲錐可實現(xiàn)軸向移動,彈簧起著將鉸杠彈回初始位置的作用。該裝置的設計采用極坐標的原理,通過立柱的旋轉(zhuǎn)和滑動導向塊的滑動,從而帶動絲錐沿著立柱軸心和支撐臂進行旋轉(zhuǎn)和橫向滑動,實現(xiàn)絲錐與螺紋底孔的準確定位,定位后可通過手柄螺絲將立柱和滑動導向塊鎖緊,保證了鉸杠在做軸向移動時的穩(wěn)固性,使絲錐受力均勻,確保了絲錐與工件表面的垂直度和攻絲精度。

        2.2 實施方式

        將工件固定在底座1上,選擇符合尺寸要求的絲錐14安裝在棘輪式鉸杠9上,松開手柄螺絲二8使支撐臂12可沿著立柱6上下移動,同時帶動滑動導向塊11、棘輪式鉸杠9和絲錐14移動,使絲錐14底端與工件表面相接近并保持一定距離,鎖緊手柄螺絲二8,將支撐臂12固定;松開手柄螺絲一5,使立柱6在軸承2的作用下可自由旋轉(zhuǎn),同時帶動支撐臂12、滑動導向塊11、棘輪式鉸杠9和絲錐14旋轉(zhuǎn);松開手柄螺絲三13,使滑動導向塊11帶動棘輪式鉸杠9和絲錐11在支撐臂12上可橫向靈活滑動;通過立柱6的旋轉(zhuǎn)和滑動導向塊11的滑動作用,將絲錐14粗略對準螺紋孔上方,此時按下棘輪式鉸杠9使絲錐14向下移動,由于絲錐14底端部分呈錐度形狀,絲錐14底端錐尖部分與孔結(jié)合,使滑動導向塊11和立柱6自動進行微調(diào),使絲錐14完成準確定位,此時將手柄螺絲一5和手柄螺絲三13鎖緊,確保絲錐14的準確位置,將棘輪式鉸杠9在滑動導向塊11的導向作用下,向下施力并旋轉(zhuǎn)進行攻絲,反向旋轉(zhuǎn)棘輪式鉸杠9退絲,彈簧二10將棘輪式鉸杠9彈回初始位置完成攻絲過程。如果被加工的零件尺寸較大,超出了滑動導向塊11在支撐臂12上的移動范圍,可將本裝置放置在零件上,按照上述實施方式完成攻絲即可。

        3 該裝置的優(yōu)點及經(jīng)濟效益

        手動攻絲定位導向裝置,在機械加工等實訓工位上、職業(yè)院校技能大賽數(shù)控綜合加工技術(shù)賽項中得到了廣泛應用,并且具有如下優(yōu)點:

        (1) 本裝置可作為職業(yè)院校技能大賽數(shù)控綜合加工技術(shù)賽項的選手訓練賽題,在鍛煉選手的技能水平的同時完成作品的制作,從而降低了成本。

        (2) 體積小、可拆卸、攜帶和組裝容易,使用靈活、方便。

        (3) 提高了攻絲的精度和效率,降低了零件的報廢率。

        (4) 延長了絲錐的使用壽命,可預防在手動攻絲時絲錐部分受力不均造成的絲錐彎折、斷裂,達到節(jié)約資源的目的。

        4 結(jié) 語

        手動攻絲定位導向裝置,有效的解決了現(xiàn)有技術(shù)在攻絲時存在的問題,使用方便快捷,降低了操作者的勞動強度,提高了攻絲的精度和效率,延長了絲錐的使用壽命等優(yōu)點。本裝置在機械加工實訓中、在數(shù)控綜合加工技術(shù)訓練中得到了推廣使用。

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