雙錐定位心軸的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

田立智　于曉鶯

１．項(xiàng)目背景（來源）及意義

增力卡爪機(jī)構(gòu)是我廠重型臥式車床重要的功能部件,承擔(dān)著重載裝卡工件的作用。通過我廠多年實(shí)驗(yàn)，相關(guān)的加工技術(shù)水平已逐步成熟，現(xiàn)已形成批量生產(chǎn)?？墒窍鄬?duì)進(jìn)口增力絲杠,我廠原來生產(chǎn)的增力絲杠齒面粗糙度較差僅能達(dá)到Ra1.6,容易出現(xiàn)齒面研傷現(xiàn)象,嚴(yán)重影響增力絲杠系統(tǒng)的使用壽命。

為解決齒面研傷問題對(duì)整個(gè)系統(tǒng)壽命的影響，我們開始尋找和研究解決齒面粗糙度無法提高的問題。通過多次實(shí)驗(yàn)，我們?cè)谠械目烧{(diào)心軸的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了雙錐定位心軸。對(duì)可調(diào)心軸工裝進(jìn)行的改進(jìn)，不但提高了工裝的使用性能而且方便了使用，提高了加工效率?；诠ぱb的自定心功能，我們對(duì)增力絲杠部件的加工工藝進(jìn)行了改進(jìn)，從而有效的提高了工件齒面的粗糙度，經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)測(cè)得，利用新工藝方法加工的增力絲杠齒面粗糙度可達(dá)到Ra0.8以上,從根本上解決了齒面研傷問題。

2.主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)指標(biāo)

雙錐定位心軸的作用是通過自定心的方式實(shí)現(xiàn)以孔為基準(zhǔn)加工外部結(jié)構(gòu)。 傳統(tǒng)可調(diào)心軸的結(jié)構(gòu)是將心軸中的兩個(gè)外錐面方向設(shè)計(jì)為相反方向，通過旋緊螺母將兩漲套的距離縮短，漲緊工件，從而達(dá)到自定心的目的，但是在使用中我們發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)不足之處：

（1）由于心軸錐度方向的相反結(jié)構(gòu)，心軸的加工較為不便。在加工時(shí)，由于心軸上兩處錐面是相反方向的，所以在加工時(shí)需要機(jī)床進(jìn)行二次搬度調(diào)整，從而增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度且不利于兩錐面角度的一致性。

（2）心軸的拆卸是一個(gè)難題。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)向兩側(cè)任何一個(gè)方向敲打，造成的結(jié)果都是漲緊，只有通過利用楔鐵去敲打工件端面與漲套端面之間的空隙，一點(diǎn)點(diǎn)的砸出漲套，這樣做不僅會(huì)造成工件和工裝的磕碰劃傷，而且費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，卸掉這樣一個(gè)心軸通常需要兩個(gè)人合作，拆卸近半天的時(shí)間。如果在加工過程中需要返修工件，會(huì)需要多次安裝和拆卸心軸，因?yàn)樾妮S難以拆卸的缺點(diǎn)，在很大程度上增加了工件加工的輔助時(shí)間，耽誤了工件的工期。

由于上述兩個(gè)原因給機(jī)加和裝配帶來了一定的麻煩。

我們從解決上述傳統(tǒng)心軸缺點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)心軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了雙錐定位心軸，其主要結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分：1.錐面心軸 2.漲套 3.調(diào)整墊及螺母。這種結(jié)構(gòu)是在漲胎結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上延伸出來的一種新穎、實(shí)用的心軸結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)見下圖。

這種結(jié)構(gòu)的心軸完全實(shí)現(xiàn)了以工件內(nèi)孔定心加工絲杠齒部的要求，利用兩個(gè)錐面定位不帶可以提供較大的卡緊力，保證在車削絲杠時(shí)工件的定位牢固而且定位精度較高，能夠滿足工件的精度要求。另外，心軸采用中空結(jié)構(gòu)，很大程度上減小了自身重量，可實(shí)現(xiàn)在SK7720數(shù)控蝸桿磨床上對(duì)絲杠齒面進(jìn)行磨削的工藝方法。

3.國內(nèi)外同類技術(shù)研究狀況

增力絲杠結(jié)構(gòu)在國外已經(jīng)發(fā)展很多年，擁有成熟的技術(shù)和加工經(jīng)驗(yàn)，但是由于國外的技術(shù)封鎖，國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展很緩慢，對(duì)于增力絲杠的加工也沒有可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，所以一直以來，我廠增力絲杠基本依賴進(jìn)口。由于進(jìn)口增力絲杠價(jià)格昂貴，一定程度上提高了機(jī)床制造成本，所以公司決定實(shí)驗(yàn)、加工增力絲杠結(jié)構(gòu)。通過近幾年的探索和研究，我廠在增力絲杠方面已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，尤其是加工方面，雙錐定位心軸的設(shè)計(jì)，有效的提高了增力絲杠的產(chǎn)品質(zhì)量，突破了多年無法提高絲杠齒部粗糙度的瓶頸，縮小了我廠增力絲杠結(jié)構(gòu)與進(jìn)口絲杠的差距，使我廠產(chǎn)品在國內(nèi)同行業(yè)中占據(jù)領(lǐng)先水平，提高了我廠產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

4.研制方法和技術(shù)路線

為解決增力絲杠加工的實(shí)際困難，我們制定了提高絲杠齒面質(zhì)量的方法和工藝路線，具體如下：

（1）改變了原結(jié)構(gòu)中心軸上兩外錐面的方向，由原來的相反方向改為相同方向，方便了工裝的拆卸。

（2）心軸外錐面方向的一致，使其錐面的磨削可一次性加工出來，方便了加工，提高了工件的工藝性。

（3）由于工裝可以準(zhǔn)確定心，我們改變了工藝方法，后加工絲杠部分，并增加“螺絲磨”工序，以提高齒面質(zhì)量。

5.項(xiàng)目預(yù)期（經(jīng)濟(jì)、社會(huì)）效益

通過對(duì)雙錐定位心軸結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，在保證其使用性能的前提下，達(dá)到加工簡(jiǎn)單、拆卸方便的目的。通過對(duì)可調(diào)心軸結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使其的機(jī)加過程變的簡(jiǎn)單，一次性加工兩處外錐面，加工效率提高了100%。另外，極大程度上的方便了工裝的拆卸，相對(duì)原結(jié)構(gòu)，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)只需一個(gè)人拆卸即可，而且拆卸時(shí)間較原來要縮短5倍左右，這大大的減少了人力、物力的浪費(fèi)，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。[科]