□ 吳兆英 □ 徐立森 □ 王 鑫 □ 任冠武 □ 徐淑青

聊城新濼機(jī)械有限公司 山東聊城 252000

1 設(shè)計(jì)背景

圖紙要求工業(yè)機(jī)殼零件四個(gè)側(cè)面的夾角為90°,因?yàn)榧庸っ嬗蟹侄纫?工件質(zhì)量和體積大,所以難以實(shí)現(xiàn)在普通鉆床上加工。

▲圖1 工業(yè)機(jī)殼結(jié)構(gòu)

2 裝置結(jié)構(gòu)

按照圖紙要求,工業(yè)機(jī)殼零件四個(gè)側(cè)面的夾角為90°,在每個(gè)側(cè)面上加工徑向M30和M16螺孔。為了能在普通鉆床上加工以上螺孔,筆者設(shè)計(jì)了一套帶有分度功能的徑向鉆孔裝置,通過裝置中傳動機(jī)構(gòu)、分度機(jī)構(gòu)、鉆模、夾緊機(jī)構(gòu)的配合來完成加工,以滿足圖紙要求[1-2]。

2.1 傳動機(jī)構(gòu)

傳動機(jī)構(gòu)采用蝸桿、蝸輪傳動,實(shí)現(xiàn)分度。蝸桿、蝸輪具有自鎖性,蝸輪不會帶動蝸桿轉(zhuǎn)動,因此工業(yè)機(jī)殼零件不會因自身不平衡而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),進(jìn)而使分度操作安全。利用蝸桿、蝸輪嚙合的連續(xù)性及三角傳動帶的彈性，使傳動平穩(wěn)。利用蝸桿、蝸輪及齒輪傳動,逐級降速[3-5],使分度慢速操作。傳動機(jī)構(gòu)如圖2所示。圖2中，d為電動機(jī)帶輪直徑,D為大帶輪直徑，M為蝸輪蝸桿傳動比，Z1為小齒輪齒數(shù)，Z2為大齒輪齒數(shù)，V為電動機(jī)轉(zhuǎn)速。

分度盤轉(zhuǎn)速n為:

n=V·(d/D)·M·(Z1/Z2)

=910×70/180×1/100×54/72=2.6 r/min

此傳動機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為分度慢速、平穩(wěn)、安全。

▲圖2 傳動機(jī)構(gòu)

2.2 分度機(jī)構(gòu)

分度盤上設(shè)計(jì)四個(gè)成90°夾角的分度盤襯套,在夾具體上設(shè)計(jì)夾具體襯套。當(dāng)分度盤轉(zhuǎn)到預(yù)定位置后,插銷插入夾具體襯套及分度盤襯套孔內(nèi)，完成分度要求[6-8]。拔出插銷，重復(fù)以上步驟，可進(jìn)行下一個(gè)工位的操作。分度機(jī)構(gòu)如圖3所示。

▲圖3 分度機(jī)構(gòu)

2.3 鉆模

因?yàn)楣I(yè)機(jī)殼零件四個(gè)側(cè)面的加工螺孔完全相同,所以設(shè)計(jì)一種鉆模。鉆模上有鉆套，用于加工螺孔。鉆模如圖4所示。

▲圖4 鉆模

2.4 夾緊機(jī)構(gòu)

夾緊機(jī)構(gòu)如圖5所示。因?yàn)楣I(yè)機(jī)殼零件尺寸較大,所以在夾具體上進(jìn)行定位、夾緊比較復(fù)雜煩瑣。為了解決以上問題,采取了如下裝夾方案[9]。

(1) 定位盤和工業(yè)機(jī)殼零件裝夾。用后定位盤、前定位分度盤與工業(yè)機(jī)殼零件φ785 mm端面孔和φ20 mm銷孔進(jìn)行定位,利用機(jī)殼端面M24螺孔進(jìn)行緊固。

(2) 定位盤和夾具體裝夾。在前后定位盤上設(shè)計(jì)方形塊,在夾具體上設(shè)計(jì)直角槽,將方形塊放入直角槽內(nèi)進(jìn)行定位,然后通過壓緊塊基于螺栓和夾具體進(jìn)行緊固[10-11]。

(3) 分度。在前定位分度盤上設(shè)計(jì)大齒輪,大齒輪和傳動系統(tǒng)小齒輪進(jìn)行嚙合，完成分度。

(4) 鉆模裝夾。在前定位分度盤、后定位盤上設(shè)計(jì)螺孔,在鉆模的一端設(shè)計(jì)圓形銷孔,利用定位銷螺栓將鉆模和前定位分度盤、后定位盤緊固。為了防止鉆模圓形銷孔與前定位分度盤、后定位盤在長度方向上產(chǎn)生干涉，無法緊固,將鉆模的另一端設(shè)計(jì)為U形槽。

▲圖5 夾緊機(jī)構(gòu)

3 操作步驟

對傳動機(jī)構(gòu)、分度機(jī)構(gòu)、鉆模、夾緊機(jī)構(gòu)等部件進(jìn)行組裝，構(gòu)成具有分度功能的徑向鉆孔裝置[12],如圖6所示。

操作步驟如下：① 將后定位盤、前定位分度盤安裝在工業(yè)機(jī)殼零件上，由工業(yè)機(jī)殼φ785 mm端面孔、φ20 mm銷孔進(jìn)行定位,8-M24螺孔緊固；② 將工業(yè)機(jī)殼零件安裝在夾具體上，將方形塊放置在夾具體直角槽內(nèi),使前定位分度盤上的大齒輪和傳動機(jī)構(gòu)的小齒輪嚙合在一起；③ 壓上壓緊塊，利用螺栓進(jìn)行緊固；④ 起動電動機(jī),工業(yè)機(jī)殼零件慢速旋轉(zhuǎn),待前定位分度盤到達(dá)分度位置時(shí)，關(guān)閉電動機(jī)，插入分度插銷,使工業(yè)機(jī)殼零件加工面朝上；⑤ 安裝鉆模,利用定位銷螺栓將鉆模和前定位分度盤、后定位盤連接在一起，并緊固；⑥ 鉆M30、M16螺孔底孔;⑦ 卸下鉆模,攻M30、M16螺孔；⑧ 重復(fù)以上步驟繼續(xù)分度,安裝鉆模加工其余各側(cè)面螺孔；⑨ 卸下壓緊塊,將工業(yè)機(jī)殼零件吊出放置在定置區(qū)域內(nèi),拆下定位盤。

▲圖6 徑向鉆孔裝置

4 結(jié)束語

筆者設(shè)計(jì)了徑向鉆孔裝置，利用蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)特性和齒輪傳動機(jī)構(gòu),將鉆模和其它傳動機(jī)構(gòu)有機(jī)結(jié)合在一起,解決了鉆床圓周分度徑向角度鉆孔的問題。實(shí)踐證明,這一裝置操作簡便，省力,效率高,效果好，適用于機(jī)殼類大件的生產(chǎn),滿足圖紙要求。增加前定位分度盤的分度度數(shù)，可加工其它徑向度數(shù)的孔及螺孔,進(jìn)而拓展加工工藝范圍。