車(chē)床進(jìn)給限位裝置的外部改造

何楚亮，袁滿林

（東莞理工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，廣東 東莞 523808）

金工實(shí)習(xí)是工科院校重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。車(chē)工實(shí)習(xí)是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)一項(xiàng)主要內(nèi)容，安全則是實(shí)習(xí)的前提條件。在車(chē)工實(shí)習(xí)中,最容易出現(xiàn)安全事故的是自動(dòng)進(jìn)給環(huán)節(jié)[1]。在普通車(chē)床使用橫向或縱向自動(dòng)進(jìn)給，對(duì)工件進(jìn)行切削時(shí)，操作者應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)及時(shí)、準(zhǔn)確地將車(chē)刀快速退出和停止主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。要完成上述動(dòng)作，操作者需要操作嫻熟且精力集中，否則容易發(fā)生刀架和卡盤(pán)碰撞損壞，甚至造成人身和設(shè)備事故，同時(shí)導(dǎo)致工件廢品產(chǎn)生。

東莞理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院金工實(shí)習(xí)的學(xué)生,在執(zhí)行自動(dòng)進(jìn)給時(shí)，因思想緊張或用力過(guò)大，而將自動(dòng)手柄過(guò)度地打上或打下的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，一直未能有效地得到控制。雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)車(chē)床進(jìn)給限位裝置研究有很多，但大多數(shù)是針對(duì)車(chē)床內(nèi)部進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行研究，例如，對(duì)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)同步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)行研究等。鑒于學(xué)院車(chē)床設(shè)備的現(xiàn)狀，對(duì)機(jī)床內(nèi)部進(jìn)行改造，不符合實(shí)情，故本文研究主要針對(duì)車(chē)床進(jìn)給裝置外部的改造。

通過(guò)分析學(xué)院車(chē)床設(shè)備的操作特點(diǎn),本文將設(shè)計(jì)一種既能消除安全隱患，又能簡(jiǎn)化操作的進(jìn)給限位裝置。

1 進(jìn)給限位裝置的設(shè)計(jì)

通常滿足進(jìn)給安全裝置設(shè)計(jì)要求的途徑，包括機(jī)電、機(jī)械、光電等實(shí)現(xiàn)方案。鑒于學(xué)院車(chē)床設(shè)備的現(xiàn)實(shí)情況，本文主要研究方向是，制造一款結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、凈質(zhì)量小、易于拆裝的進(jìn)給限位裝置。

1.1 限位裝置的主要結(jié)構(gòu)

在多個(gè)設(shè)計(jì)方案中，本文進(jìn)行了安全性、實(shí)用性、美觀性及低成本性等方面對(duì)比，優(yōu)化篩選出如下方案：利用自動(dòng)檔進(jìn)給限位裝置為主要結(jié)構(gòu)，其由兩個(gè)部分組成：

（1）定位部分。主要由定位外圈和夾緊螺栓組成，通過(guò)夾緊螺栓，可以將定位外圈固定在自動(dòng)進(jìn)給手柄上，并且不影響原有裝置的正常運(yùn)動(dòng)；

（2）限位部分。主要是一個(gè)旋轉(zhuǎn)定位蓋，可以較好地配合到定位外圈上。

裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 進(jìn)給旋轉(zhuǎn)限位裝置

1.2 定位外圈的設(shè)計(jì)

圖2 定位圈設(shè)計(jì)

定位外圈形狀的設(shè)計(jì)，是按照自動(dòng)進(jìn)給手柄的旋轉(zhuǎn)固定圈尺寸設(shè)計(jì)的，本文將定位外圈分成兩個(gè)半環(huán)，用螺栓夾緊固定。半環(huán)的直徑，是手柄旋轉(zhuǎn)固定圈的直徑Φ 64.8 mm，厚度為10 mm，長(zhǎng)度就是手柄旋轉(zhuǎn)固定圈的長(zhǎng)度20 mm（如圖2所示）。

1.3 旋轉(zhuǎn)限位蓋

由于本文設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)限位蓋的高度，決定于伸入定位外圈的長(zhǎng)度和突出手柄的長(zhǎng)度，分別都是10 mm，所以長(zhǎng)度取50 mm,直徑為Φ 65 mm，厚度取10 mm（如圖3所示）。

圖3 旋轉(zhuǎn)限位蓋

2 進(jìn)給限位裝置的工作原理

通過(guò)將旋轉(zhuǎn)定位蓋轉(zhuǎn)動(dòng)到手柄的前面，對(duì)手柄初始停止位置的阻擋，限制手柄只能打下檔和停止檔，這樣車(chē)床只能實(shí)現(xiàn)左右進(jìn)給及停止的功能；當(dāng)將定位蓋旋轉(zhuǎn)到手柄的后面，對(duì)手柄初始停止位置的阻擋，限制手柄只能打上檔和停止檔，這樣車(chē)床只能實(shí)現(xiàn)前后進(jìn)給及停止的功能。當(dāng)旋轉(zhuǎn)蓋觸碰到位置C時(shí)，實(shí)現(xiàn)檔位只能夠打左右進(jìn)給檔；當(dāng)旋轉(zhuǎn)蓋觸碰到位置A時(shí)，檔位只能夠打前后進(jìn)給功能。

原理結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 結(jié)構(gòu)原理圖

3 進(jìn)給限位裝置應(yīng)用

在車(chē)床上增設(shè)進(jìn)給限位裝置后，不僅沒(méi)有影響到車(chē)床本身的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而且增加了車(chē)床執(zhí)行自動(dòng)進(jìn)給的安全性，減輕初學(xué)操作者的緊張情緒，使得自動(dòng)進(jìn)給操作非常安全。由運(yùn)行結(jié)果證明，本文設(shè)計(jì)的進(jìn)給限位裝置，能夠滿足實(shí)際要求，從而成功地實(shí)現(xiàn)了在車(chē)床上避免橫向或者縱向自動(dòng)進(jìn)給時(shí)，因情緒緊張或用力過(guò)大將自動(dòng)手柄過(guò)度地打上或打下，而引起的安全事故。

目前，學(xué)院現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)實(shí)習(xí)中心，對(duì)現(xiàn)有學(xué)生工程訓(xùn)練實(shí)習(xí)中的幾臺(tái)車(chē)床，都安裝了進(jìn)給限位裝置，并將其布置在橫向和縱向自動(dòng)進(jìn)給手柄上，不干涉車(chē)床操作和維修，且?guī)缀醪皇荑F屑、油污的影響。經(jīng)過(guò)學(xué)生金工實(shí)習(xí)時(shí)的使用，未發(fā)生一起類(lèi)似事故。師生們普遍認(rèn)為該裝置操作簡(jiǎn)單，安全可靠。

4 結(jié)束語(yǔ)

在車(chē)床橫向和縱向自動(dòng)進(jìn)給手柄上，增設(shè)進(jìn)給限位裝置后，在執(zhí)行橫向或者縱向自動(dòng)進(jìn)給時(shí)，執(zhí)行停車(chē)效果顯著。解決了橫向或者縱向自動(dòng)進(jìn)給引發(fā)的安全隱患，消除了初學(xué)者在這方面的畏懼心理，降低工件廢品率。

在橫向和縱向自動(dòng)進(jìn)給手柄上，安裝限位裝置，實(shí)現(xiàn)了裝置對(duì)操作者和設(shè)備的有效保護(hù)，減少安全事故。

在使用車(chē)床加工過(guò)程中，有利于初學(xué)者在短時(shí)間內(nèi)掌握自動(dòng)進(jìn)給操作要領(lǐng)，提高工件加工品質(zhì)。

本文設(shè)計(jì)的進(jìn)給限位裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，凈質(zhì)量小，容易形成產(chǎn)品。

[1]龔國(guó)尚，傅水根.金屬工藝學(xué)實(shí)習(xí)教材[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1996.