軸套自動(dòng)擠孔機(jī)設(shè)計(jì)

陸林杰 韓立祥

（南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院，南京 211156）

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軸套自動(dòng)擠孔機(jī)設(shè)計(jì)

陸林杰 韓立祥

（南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院，南京 211156）

摘 要：軸套是機(jī)械產(chǎn)品中常用的零件，尺寸精度、形狀精度和表面結(jié)構(gòu)的要求都比較高，所以制造成本也相對(duì)較高。文中針對(duì)鋼球擠孔工作效率低的缺陷，提出了一種高效率的軸套擠孔自動(dòng)化裝置，使擠孔過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。該軸套擠孔主要由三部分組成，即工件流動(dòng)系統(tǒng)、工具循環(huán)系統(tǒng)、喂料機(jī)構(gòu)，將三部分的工作統(tǒng)一協(xié)調(diào)起來(lái)，組成軸套擠孔機(jī)的總體機(jī)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)擠孔機(jī) 軸套加工 工件流動(dòng)系統(tǒng) 工具循環(huán)系統(tǒng)

引言

軸套是機(jī)械產(chǎn)品中的常用零件，尺寸精度、形狀精度和表面結(jié)構(gòu)的要求都比較高，所以制造成本也相對(duì)較高?，F(xiàn)在常用的加工方法主要是鉸孔。鉸孔的余量要求控制得比較嚴(yán)，質(zhì)量也不是很穩(wěn)定，鉸刀的磨損也比較嚴(yán)重。在大批量生產(chǎn)的時(shí)候，一些工廠采用擠孔的方法，在油壓機(jī)的作用下，直接用精度較高的鋼球（孔的精度主要取決于鋼球精度）擠孔。其工藝過(guò)程為：鉆孔——擴(kuò)孔——擠孔。對(duì)于精度要求比較高的孔，如IT6及其以上精度度要求的孔，還可以通過(guò)兩次或更多次的擠孔去滿足精度要求。擠孔又有兩種方法，一種是用專門(mén)的擠孔工具去擠壓，另一種是用鋼球擠壓。用鋼球擠壓孔的方法有四個(gè)工步：第一步是人工將工件放在工作臺(tái)的合適位置并使之固定；第二步是人工將與孔的大小相適應(yīng)的鋼球放在工件待擠的孔的上口；第三步是人工操縱推桿下移，推動(dòng)鋼球?qū)讓?shí)施擠壓；第四步是人工將工件從工作臺(tái)上取下放在容器中?，F(xiàn)有的軸套內(nèi)孔的擠壓加工通常是用這種方法。這種擠孔的方法工作效率較低，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也較大。本文所說(shuō)的自動(dòng)擠孔機(jī)是針對(duì)上述人工操作的鋼球擠孔工作效率低的不足，提供的一種高效率的軸套擠孔自動(dòng)化裝置，從而使擠孔過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

軸套擠孔主要由三部分組成，即工件流動(dòng)系統(tǒng)、工具循環(huán)系統(tǒng)、喂料機(jī)構(gòu)。將這三部分的工作統(tǒng)一協(xié)調(diào)起來(lái)，組成軸套擠孔機(jī)的整體。

1 工件流動(dòng)系統(tǒng)

工件流動(dòng)系統(tǒng)主要包括工件的喂料、工件的轉(zhuǎn)位、工件的擠壓和下料四個(gè)部分。工件的喂料是由喂料斗完成的。下文將按工件加工的一個(gè)循環(huán)過(guò)程來(lái)說(shuō)明工件的加工全

過(guò)程。

工件的流動(dòng)系統(tǒng)是由工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。工作臺(tái)有四個(gè)工位，即裝料工位、擠壓工位、空位和卸料工位（見(jiàn)圖1）。工件加工的一個(gè)循環(huán)過(guò)程由四次轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，每次轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90o，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)中除空位外的三個(gè)工位有不同的動(dòng)作內(nèi)容。

（1）喂料工位：工件的喂料是由喂料斗實(shí)現(xiàn)的。將待加工的工件放入喂料斗，工件從喂料斗的出口流出，沿工件滑道進(jìn)入裝料工位。

1.擠壓桿；2.待擠壓鋼球；3.固定工作臺(tái)；4.轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)；5.工件；6.工件滑道；7.喂料斗圖1 工位示意圖

（2）擠壓工位：該工位在擠壓油缸的作用下，擠壓桿下移，推動(dòng)擠壓鋼球下移，對(duì)工件進(jìn)行擠壓，完成對(duì)工件的加工。

（3）空工位：沒(méi)有工步內(nèi)容，是結(jié)構(gòu)需要留下的一個(gè)空位。

（4）卸料工位：該工位工件在自重的作用下，流出轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)和固定工作臺(tái)。

以上工作內(nèi)容同步進(jìn)行。工作內(nèi)容完成后，轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90o，轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)內(nèi)的工件同時(shí)旋轉(zhuǎn)。卸料工位卸出工件后工位空出，旋轉(zhuǎn)到喂料工位，接受喂料機(jī)的喂料；在喂料工位的工件轉(zhuǎn)到擠壓工位準(zhǔn)備接受擠壓加工；被擠壓加工后的工件轉(zhuǎn)到空位，為下一次旋轉(zhuǎn)后進(jìn)入卸料做準(zhǔn)備；空位內(nèi)的工件在轉(zhuǎn)動(dòng)90o后進(jìn)入卸料工位，卸料工位的開(kāi)口是向下的，在工件自重的作用下，工件流出工作臺(tái)，完成工件加工的全部過(guò)程。

工件的轉(zhuǎn)位是由轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)完成的。擠孔機(jī)有兩個(gè)工作臺(tái)，一個(gè)固定工作臺(tái)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)，轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)套則在固定工作臺(tái)的內(nèi)部。轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)是在轉(zhuǎn)動(dòng)油缸的作用下推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)每次逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90o，使四個(gè)工位都得到轉(zhuǎn)換。

轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)是由轉(zhuǎn)動(dòng)油缸實(shí)現(xiàn)的。在工件進(jìn)入擠壓工位后。擠壓桿在擠壓油缸的作用下完成加工，擠壓桿退回。在轉(zhuǎn)動(dòng)油缸的作用下，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90o，各工位的工件和旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)一起進(jìn)入下一工位。工件在各個(gè)工位的加工時(shí)間只有擠壓工序的工序時(shí)間比較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間是由擠壓工位的擠壓時(shí)間來(lái)確定。具體的說(shuō)，在擠壓桿退出旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)后，傳感器給出信號(hào)，旋轉(zhuǎn)油缸得到信號(hào)后開(kāi)始工作，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90o，從而完成工件的流動(dòng)。

1.轉(zhuǎn)動(dòng)油缸；2.擠壓油缸；3.擠壓桿；4.鋼球返回通道；5.旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)；6.轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)圖2 擠孔機(jī)構(gòu)工作示意圖

2 工具循環(huán)系統(tǒng)

軸套擠孔的工具選用了鋼球，一方面節(jié)省了加工成本，同時(shí)也方便實(shí)現(xiàn)工具的循環(huán)。工具的循環(huán)在四個(gè)工位中只與擠壓工位相關(guān)。在工件進(jìn)入擠壓工位后，在自重作用下，預(yù)備鋼球進(jìn)入擠壓鋼球的位置，并擋住后面的鋼球不再前移，如圖2所示。在擠壓油缸的作用下，擠壓桿下移，推動(dòng)擠壓鋼球下移對(duì)在擠壓工位的工件進(jìn)行擠壓。在擠壓鋼球擠出工件后，擠壓桿繼續(xù)下移，推動(dòng)鋼球下移，在鋼球移到鋼球止回閥的上斜面時(shí)，推動(dòng)鋼球止回閥右移，使鋼球能夠進(jìn)入鋼球返回通道，成為已擠壓鋼球，并推動(dòng)前一次擠壓的鋼球在鋼球返回通道內(nèi)順時(shí)針移動(dòng)一個(gè)鋼球的位置，進(jìn)一步推動(dòng)在鋼球循環(huán)通道內(nèi)最高處的鋼球滾下來(lái)成為備用鋼球。

在擠壓桿推動(dòng)待擠壓鋼球成為已擠壓鋼球后，擠壓桿返回。鋼球止回閥在彈簧的作用下左移，鋼球止回閥的下斜面擋住已擠壓鋼球，使已擠壓鋼球不會(huì)退回去，而只能在鋼球返回通道內(nèi)移動(dòng)。至此，鋼球就這樣循環(huán)運(yùn)行。

在擠壓桿返回并離開(kāi)轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)后，給控制系統(tǒng)一個(gè)信號(hào)，讓轉(zhuǎn)動(dòng)油缸的活塞桿伸出，推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90o，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。

用于控制兩只油缸的工作控制系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，而喂料機(jī)是由專業(yè)廠商生產(chǎn)的外購(gòu)件，本文中將不作介紹。

3 結(jié)束語(yǔ)

本軸套自動(dòng)擠孔機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，同時(shí)避免了人工擠壓時(shí)鋼球有時(shí)會(huì)拿錯(cuò)造成產(chǎn)品的報(bào)廢，也避免了鋼球滾落地面造成安全隱患。經(jīng)驗(yàn)證，本文的研究成果可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

［1］劉丹青.典型軸套類零件設(shè)計(jì)及加工工藝分析［J］.赤子，2015，（24）.

［2］張懷奎.軸套加工工藝分析和工裝設(shè)計(jì)［J］.機(jī)械，2013，（6）：42-43.

［3］楊久書(shū).薄壁軸套加工工藝及工裝分析［J］.新技術(shù)新工藝，2013，（5）：18-19.

Automatic Sleeve Hole Extruding Machine Design

LU Linjie，HAN Lixiang
（Jincheng College of Nanjing Univers ity of Aeronautics & Astronautics， Nanjing 211156）

Abstract:Sleeve is a mechanical product used in the parts，size precision and shape precision and surface structure of the requirements are relatively high， so the manufacturing cost is relatively high. In this paper aiming at the d efect of steel ball extrusion hole work efficiency low， put forward a hi gh-efficiency sleeve extruding hole automatic device， the extrusion hole process automation. The shaft sleeve extruding hole m ainly consists of three parts， that flow system of workpiece， tools circulatory system，feed mechanism， the harmonization of the three parts of work up，consisting of sleeve extrusion hole machine of the overall structure.

Key words:automatic hole extr usion machine， shaft processing， tool workpiece flow system， circulation system