江苏响水县轴承座生产厂家

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响水轴承座
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轴承座球面孔镗床的改进设计

作者:admin人气: 发表时间:2020-02-23 15:02 字体大小:【
  5.1.3刀具
 
  综合刀具实用性、耐用度和经济性,采用硬质合金镗刀镗削带硬皮的铸铁孔,断续切削,刀具前角和主切削刃后角均为7°;查刀具样本[6],选用适合镗削铸铁孔的可转位机夹不重磨涂层硬质合金菱形刀片,牌号为YBD152、型号为DCMT11T 308-HR(55°菱形,边长11.6 mm,宽度9.525 mm,厚度3.97 mm,孔径4.4 mm,刀尖半径0.8 mm)。
 
  5.2套筒式精密主轴
 
  套筒式主轴(图3)较整体式主轴更容易保证制造、装配精度,安装和维修、调整方便。
 
  1—齿形带;2—套筒;3—主轴;4—角接触球轴承;5—直线球轴承;6—7∶24圆锥孔;7—端面平键
 
  原轴系由前端2套7216C/P4(背对背)和后端1套7215C/P4轴承支承,刚性不足,且前、后轴承支承跨距小于镗头切削点悬伸。改进后采用接触角为25°的精密级单列角接触球轴承,前端3套7217AC/P4串联+背对背(TBT)安装,后端2套7216AC/P4背对背(DB)安装,主轴承载能力和刚性明显增强。若有合适的组配型轴承,还可省去内外隔圈。
 
  主轴端部的型式和尺寸按GB/T 3837—2001《7∶24手动换刀刀柄圆锥》的规定,采用50号7∶24圆锥孔定心,其同轴度高,互换性好,端面键传递扭矩,凸缘/螺钉紧固。
 
  轴采用40Cr钢经锻造、调质、稳定处理,锥孔表面感应淬火。加工中严格控制轴上有配合要求的各圆柱面、圆锥面、端面的几何精度(形状精度和位置精度),壳体外圆、内孔与端面的几何精度以及轴承内外隔圈高度。
 
  5.3镗刀微调机构
 
  将差动螺纹用于微调镗刀是成熟技术,但用在既可随镗头转动又绕镗头转动轴线摆动的镗刀上尚属首创,采用差动螺纹微调机构的摆刀镗头如图4所示。
 
  1—圆柱孔镗刀;2—摆动刀盘;3—连杆;4—镗头;5—7∶24圆锥;6—隔离圈;7—直线球轴承;
 
  8—拉杆(连接滚珠丝杠螺母);9—凸缘;10—拉杆;11—锥销;12—螺钉;13—摆动镗刀
 
  设计关键是将连接于刀杆后部、摆动刀盘中性面上的连杆由一字形变为Y字形,在刀杆后部安装差动螺杆(图5)。差动螺杆与刀杆和刀盘连接的螺纹分别为M6×1 mm和M10×1.25 mm,同为右旋。顺时针旋转螺杆时,刀杆外伸;反之,刀杆内缩。螺杆旋转360°时,刀杆外伸或内缩0.25mm(两螺纹螺距之差),所镗削孔径增大或减小0.50 mm。镗头体设计成轴向对称剖分结构,便于安装刀盘和连杆。
 
  5.4摆刀驱动机构
 
  伺服电动机驱动,通过滚珠丝杠的传动转变成拉杆的移动(图5)。通过由1对角接触球轴承组成的具有传递轴向移动和阻隔周向转动的机构(或称隔离器),使拉杆的移动能通过隔离器、连杆转变成刀盘(镗刀)的摆动,使由主轴通过凸缘传递给镗头的转动被阻隔而不会传递给拉杆。闭式套筒型直线球轴承对拉杆起辅助支承作用。
 
  1—差动螺杆;2—消隙弹簧;3—摆动刀盘;4—刀杆;5—刀片;6—轴承座;7—紧定螺钉
 
  5.5镗刀与工件的轴向相对运动机构
 
  圆柱孔的切削和球面孔位置的确定通过镗刀与工件的轴向相对运动实现。无论是床头箱(主轴、镗头、镗刀)还是工件架(工件、夹具),其轴向运动均采取“伺服电动机驱动+滚珠丝杠副传动、交叉滚子导轨(或直线导轨)支承”形式,所不同的是床头箱移动,质量大,惯性大,但工件架不动,更易于实现自动上下料。
 
  5.6供排料-上下料-定位夹紧机构
 
  5.6.1方案1
 
  上料:人工放置工件(立式轴承座)至拨爪链条式供料机的托轨上(工件孔轴线大致朝向运动方向,且位于前后拨爪之间)→自动传输至链条端部的托板上→气动机械手(图6)夹持工件侧弓部→气缸推送至上下料位→气动槽板(图7)推送工件至加工位(在槽板和弹性铰接板的共同作用下,工件底板两侧面靠紧定位面———端板和侧板)→气动弓形夹具压紧底板两凸缘上端面。
 
  1—工件;2—机械手夹持位;3—机械手复原位;4—夹持气缸;5—推送气缸
 
  下料:弓形夹具松开→槽板将工件从加工位拉出至上下料位→机械手夹持,推送的待加工件将已加工件推离上下料位,使其向下滑落至料道,入料筐。
 
  1—工件上下料位;2—弹性铰接板;3—端板;4—槽板;5—工件加工位;6—端板-侧板;7—硬质合金支承
 
  (1)拨爪链条式供(排)料机。电动机-蜗杆减速机驱动平行且相距一定间隔的2根拨爪链条同步行进,拨动托轨上的工件。当工件传输至链条端部的托板,且当间隔布置的2个接近开关都触发时,表明工件处在正常位,机械手动作。
 
  (2)推送料机械手。由单支点回转型铰接式机械手、夹持气缸和推送气缸组成,如图6所示。当气缸均位于原位时,机械手处于张开状态,当夹持气缸活塞杆伸出时,机械手夹紧工件侧弓,推送气缸随之推送工件至上下料位,之后夹持气缸活塞杆缩进,机械手张开,推送气缸复位。由接近开关控制气缸动作。
 
  (3)工件定位机构由垫板、端板-侧板、弹性铰接板和推拉槽板组成,分别起到支承工件底面和限制工件端面、侧面位置的作用,如图7所示。当工件型号变化时,整体更换组件,以控制工件球面孔中心高。上料时,槽板使工件端面靠近端板,同时工件在弹性铰接板挤压下靠近侧板,达到工件端面紧靠端板和侧面紧靠侧板的定位效果。
 
  实践表明,底面支承板的宽窄和位置会影响球面孔的圆度,因此,采取在垫板上附着可单独调整支承跨距,且耐磨、不积屑、带斜槽的硬质合金支承,并在上料时辅以气流吹扫支承面。
 
  (4)工件上下料推拉机构。工件在上下料位和加工位的转移由槽板实现,槽板依靠直线导轨导向,由气缸驱动,固定挡块限位;气路上用节流阀调整活塞杆伸缩(即槽板推拉)速度,还可同时采用油压缓冲器减小限位冲击。
 
  5.6.2方案2
 
  上料:人工放置工件至金属链板式供料机的链板上→自动传输→气缸侧推工件至供料位→(桁架式)上料机械手抓工件上弓部移送至上下料位→气动槽板推送工件至加工位→两侧气动杠杆压紧底板两凸缘上端面。
 
  下料:杠杆松开→槽板将工件从加工位拉出至上下料位→(桁架式)下料机械手抓工件上弓部移送至排料机(金属链板自动传输工件至料筐),上料机械手同步抓取待加工件从供料位移送至上下料位。
 
  (1)金属链板式供(排)料机。金属链板由电动机-蜗杆减速机驱动,承载和传输工件。当供料机上的工件传输至金属链板端部,且当间隔布置的2个接近开关都触发时,表明工件处在正常位,此时气缸开始侧推工件至供料位。
 
  (2)桁架式机械手由2副机械手、升降气缸、移送气缸和直线导轨组成,实现待加工件和已加工件的同时抓取和移送。亦可用伺服电动机和滚珠丝杠取代升降气缸和移送气缸,使上下料更具柔性,且减少供排料机(尤其是供料机)的调整环节。
 
  对比2种方案,工件定位方式和加工位/上下料位的切换方式相同,供排料方式和机械手不同,夹紧方式异曲同工。方案1采取拨爪链条式供料机供料,托轨受工件底部摩擦,有磨损;铰接式机械手机构简单,但推送料时,支承面有磨损。方案2采取金属链板式供排料机,链板承载、输送工件,无相互摩擦,链板面无磨损;桁架式机械手抓取,移送料机构复杂,但可靠性高且更加柔性化。
 
  6、结束语
 
  轴承座球面孔镗床升级改造所采取的各项技术措施,达到了提高自动化程度、运行可靠性、质量稳定性和操作宜人性的预期效果,可实现一人多机操作。实际操作中,可根据工件材质和刀具牌号、型号,综合考虑镗削效率、表面粗糙度要求和刀具耐用度,通过屏幕设定镗头转速、轴向进给速度和摆刀速度。
 
  尚待研发集镗削球面孔和油槽功能于一体的镗头,或采取多工位组合机镗削球面孔和油槽,以扩展镗削的适应能力。
 
  改进设计积累的经验为轴承座球面孔镗床系列化打下了基础,如可派生出适用于中心对称座自动上下料的立式镗床;可与前后工序组成铣削(安装面)→镗削(球面孔、油槽)→钻攻(油嘴孔、安装孔)自动线。

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