車床的分度機構設計
2016-11-9 來源：海南省技師學院機械工程系 作者：方寶朝 辜武全
摘 要:海南省是我國主要的橡膠生產基地,每年生產60多萬噸的橡膠。而橡膠生產設備——趨片機,其輥筒外圓上的大導程螺旋槽的加工與修復,該省的多家機械廠主要是通過改進銑床或車床的功能來實現的。該文就車床改進過程中,介紹的一種分度機構,其結構簡單,實用性強,較適合該省各廠家采用。
關鍵詞:車床 輥筒 大導程螺旋槽 分度機構
海南省每年都有大批量的橡膠生產設備主要零部件的加工與修復,趨片機輥筒大導程螺旋槽的加工與修復就是其中之一。在類似趨片機這樣的輥筒外圓上加工大導程螺旋槽時,我省的多家機械廠主要是通過改進銑床或車床的功能來實現的,圖1是用舊普通車床改裝后的加工示意圖。
圖1 舊普通車床改裝后的加工示意圖
圖2 分度機構設計示意圖
為了把車床主軸的轉速降低下來,要外設一減速機。外設減速機經V帶傳動副帶動車床主軸箱的I軸轉動,再通過主軸箱的最低檔把速度和動力傳到主軸。主軸經分度機構和卡盤帶動工件(輥筒)以很低的轉速轉動。主軸再由精確傳動鏈帶動拖板及安裝在其上的銑頭移動,實現主軸一轉,銑頭移動一個工件的導程。銑刀銑完一條螺旋槽后,經過分度機構分度,再銑削另一條螺旋槽。按此順序,分度、銑削,再分度、銑削,直到把工件外圓上的所有螺旋槽加工完畢。下面就筆者設計的分度機構進行詳細的介紹,以饗讀者。
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圖3 定位機構示意圖]
圖4 分度盤機構設計示意圖
圖5 定心軸機構設計示意圖
圖6 軸承座結構設計示意圖
圖7 圓螺母結構設計示意圖
1. 車床上加工多條大導程螺旋槽分度機構的設計
1.1 設計要求
(1)輥筒大圓直徑×長度:Φ420×800;(2)螺旋槽頭數65;螺旋角12°(導程6 207.613 mm)。
1.2 分度機構總成
根據輥筒螺旋槽的技術要求,我們用一臺C630舊車床進行改裝,車床床頭箱和尾座各墊高140 mm。見圖1加工示意圖。為了保證準確分度加工輥筒上的螺旋槽,設計了如下的分度機構(見圖2)。
1.3 主要零部件結構
(1)定位機構:見圖3所示,由表面有滾花的手柄套、定位銷體、頭部有錐度的定位銷、彈簧等組成。可參考《機械零件設計手冊》上的結構和技術要求進行設計制作(或采購)。
(2)分度盤結構:定位孔數按工件的槽數(或與槽數成整數的倍數)加工,見圖4所示。如加工輥筒可把分度盤上的一個圓周加工出65(或n×65)個等份的定位孔數。而65個定位孔的分度孔盤也可以把圓周分成5和13等份。
(3)定心軸結構:見圖5所示。該零件的左端面結構按車床主軸端部的接口結構設計、制作。為了便于工件的定位,在定心軸的右端設計一莫氏錐度孔,用于安裝頂尖。右端外圓制作有螺紋,用于軸承的間隙和預緊力的調整。
(4)軸承座結構:見圖6所示,右端位置按分度盤接口和車床三爪卡盤接口設計與制作。
(5)圓螺母結構:見圖7所示,為了使結構緊湊,該分度機構采用單圓螺母對軸承的間隙進行調整與預緊。同時,為了防止圓螺母在工作過程中松動,在圓螺母的一側加工一變形槽,當圓螺母把軸承調整好后,擰緊變形槽處的鎖緊螺釘,使圓螺母的一側發生變形,螺紋螺距發生變化,使圓螺母達到防松的作用。
1.4 分度機構的工作原理
主軸的旋轉運動和動力經過定位銷機構傳給分度盤,由分度盤通過三爪卡盤帶動工件旋轉運動,實現加工的圓周進給運動。加工完成一條槽后,手工操作定位銷脫開分度盤,扳動三爪卡盤帶動工件轉動,當分度盤轉過一個孔后,把定位銷插進分度盤的孔里定位。定位好后就可以加工另一條槽。按此方法操作,就可把工件的所有槽分度并加工完畢。
2. 結語
該分度機構結構簡單,不需更改車床的原有結構,車床原有功能沒有縮小。因采用滾動軸承支承工件,因此,操作阻力小、輕便。另外,因主軸的轉速較低,可不必在定位銷的對稱位置加裝配重。在加工過程中,為了保證定位銷機構每次在分度前其均轉到操作者的正面停止,以方便操作者操作分度,可在車床的床身上安裝一個限位開關,當拖板帶動銑頭退刀到限位開關位置時,主軸停止轉動,此時,定位銷機構正好轉到操作者的正面停止。
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