M20～M30大直徑數(shù)控全自動(dòng)繞套機(jī)

摘 要：M20～M30大直徑數(shù)控全自動(dòng)繞套機(jī)能一次完成公，英制鋼絲螺套的繞制成型，開折斷槽，去尾柄的加工全過(guò)程

關(guān)鍵詞：M20～M30鋼絲螺套;矯直機(jī)構(gòu);電磁鐵夾緊;送絲機(jī)構(gòu);升降卷繞機(jī)構(gòu);電主軸開槽;轉(zhuǎn)芯機(jī)構(gòu);凸輪機(jī)構(gòu)

鋼絲螺套被廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、專用設(shè)備等行業(yè)。是一種新型內(nèi)螺紋緊固件，將其嵌入金屬或非金屬材料上形成高強(qiáng)度、耐磨損、具有互換性的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋。在鋁，鎂合金等低強(qiáng)度工程材料上應(yīng)用可明顯提高內(nèi)螺紋的強(qiáng)度和耐磨性。應(yīng)用在鋼件，鑄件，鑄鐵上，可以提高螺釘?shù)哪陀眯?，防止由于各種振動(dòng)引起螺釘松動(dòng)，疲勞斷裂及提高螺釘連接時(shí)的耐疲勞強(qiáng)度;在出現(xiàn)螺紋加工錯(cuò)誤或?qū)σ褤p壞的內(nèi)螺孔修復(fù)時(shí)，使用鋼絲螺套作為手段，可以不增加重量和體積獲得經(jīng)濟(jì)的維修，拯救重要部件快速有效的修復(fù)到原始狀態(tài);利用鋼絲螺套進(jìn)行公——英制螺紋孔轉(zhuǎn)換，非常方便，快捷;鎖緊型鋼絲螺套，其多邊形能鎖緊圈能把螺釘鎖緊在螺紋孔中，在受振動(dòng)和沖擊時(shí)，可使螺釘不致松扣，比通常鎖緊裝置工藝性能好。

隨著工業(yè)更進(jìn)一步的發(fā)展，鋼絲螺套的用途也越來(lái)越多。目前，國(guó)內(nèi)鋼絲螺套制造業(yè)，已經(jīng)有了一定的突破，但是還存在對(duì)于大直徑鋼絲螺套，比如M20～M30的難以進(jìn)行繞指鋼絲螺套，我們大直徑數(shù)控全自動(dòng)繞套機(jī)正好解決了此問(wèn)題。此設(shè)備所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種M20～M30大直徑數(shù)控全自動(dòng)繞套機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)新穎合理，實(shí)現(xiàn)方便，使用操作便捷，加工效率高，適用性強(qiáng)，推廣應(yīng)用價(jià)值高。

1? 主要技術(shù)參數(shù)：

1.1加工范圍按照螺距分：P=2.5～3.5mm;

按照螺紋分：M20～M30;

1.2生產(chǎn)效率：6件/分鐘左右（與繞制的螺套規(guī)格，長(zhǎng)短有關(guān)）;

1.3電動(dòng)開槽裝置：空載時(shí)12000轉(zhuǎn)/分，負(fù)載時(shí)9000轉(zhuǎn)/分;

1.4送線速度：（65～102）m/min;

1.5該設(shè)備生產(chǎn)的鋼絲螺套應(yīng)滿足GJB119-86和Q/WS9? 2012-2014-1997標(biāo)準(zhǔn)對(duì)它的要求。航空工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB6200～6202-89，鎖緊型鋼絲螺套技術(shù)條件和Q/WS92012～2014-1997渦扇九發(fā)動(dòng)機(jī)專用鋼絲螺套技術(shù)條件。

1.6五軸數(shù)控交流伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器：

1.6.1送絲電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器：SGMJV-08AAA61+SGDV5R5A

1.6.2 凸輪軸電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器：SGMGV-30ADA61+SGDV330A

1.6.3轉(zhuǎn)芯軸電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器：SGMJV-08AAA61+SGDV5R5A

1.6.4升降軸電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器：SGMJV-04AAA21+SGDV2R8A

1.6.5卷繞軸電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器：SGMJV-08AAA21+SGDV5R5A

1.6.6送線輪指令值：±0.01mm～9999.99 mm

1.6.7凸輪轉(zhuǎn)角指令值：0.1°～359.9°

2? M20～M30大直徑數(shù)控全自動(dòng)繞套機(jī)工作原理：

M20～M30大直徑數(shù)控全自動(dòng)繞套機(jī)根據(jù)所繞制鋼絲螺套的規(guī)格，選用合適的前導(dǎo)嘴，送絲輪，中間導(dǎo)板，導(dǎo)絲管和導(dǎo)絲嘴（刻有相應(yīng)規(guī)格的菱形槽子）把他們安置在各自合適的位置上。菱形鋼絲經(jīng)過(guò)放線架主動(dòng)送絲，經(jīng)過(guò)矯直機(jī)構(gòu)，導(dǎo)絲嘴，之后進(jìn)入送絲機(jī)構(gòu)，送絲時(shí)，先給送絲機(jī)構(gòu)中的電磁鐵通電，將上送絲輪下壓，與下送絲輪夾緊菱形鋼絲。送絲電機(jī)旋轉(zhuǎn)開始送絲，送絲到位后，電磁鐵斷電松開，上送絲輪回升，升降電機(jī)工作，帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)使卷繞電機(jī)及芯軸下降，待芯軸前端卡入菱形絲后，開始鋼絲螺套端部折彎，隨后繞套時(shí)，升降卷繞電機(jī)按照一定的關(guān)系同步旋轉(zhuǎn)，繞至1.5～2圈時(shí)，停止卷繞，此時(shí)凸輪電機(jī)開始工作，通過(guò)滑塊機(jī)構(gòu)帶動(dòng)電動(dòng)開槽機(jī)構(gòu)進(jìn)給開折斷槽，待滿足螺套工藝參數(shù)后，開槽機(jī)構(gòu)回退，隨后又開始卷繞，繞至設(shè)定的圈數(shù)后，升降，卷繞電機(jī)反轉(zhuǎn)，是芯軸退出螺套，接著，電磁鐵通電夾緊菱形鋼絲，送絲電機(jī)反轉(zhuǎn)，使螺套的螺尾部分退回到導(dǎo)絲嘴的出口處，切斷刀進(jìn)給切斷。此時(shí)便結(jié)束了一個(gè)螺套的繞制工作，反復(fù)重復(fù)以上動(dòng)作，就會(huì)繞制出大量的鋼絲螺套。待及其調(diào)試好后，把程序儲(chǔ)存到電腦中，然后機(jī)器啟動(dòng)，開始自動(dòng)繞制鋼絲螺套。

2.1矯直機(jī)構(gòu)由四組矯直輪上下兩排對(duì)菱形鋼絲進(jìn)行矯直作用其矯直原理是：矯直輪的位置與菱形鋼絲的運(yùn)動(dòng)方向成某種角度在送線動(dòng)力以及送絲輪的作用下使菱形鋼絲得到壓縮，就會(huì)使菱形鋼絲的精度越高，滿足繞套所需精度的菱形鋼絲。

2.2電磁鐵夾緊是利用截流鐵心線圈產(chǎn)生的電磁吸力來(lái)操縱機(jī)械裝置，以完成預(yù)期動(dòng)作的一種電器，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，當(dāng)線圈通電后，鐵心和銜鐵被磁化成為極性相反的兩塊磁鐵，他們之間產(chǎn)生磁吸力，當(dāng)電磁吸力大于彈簧的反作用力時(shí)，銜鐵開始向著鐵心方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電磁吸力小于彈簧的反作用力時(shí)，銜鐵將在反作用的作用下返回原來(lái)的釋放位置。送絲輪的壓緊就是利用了電磁鐵的作用力對(duì)送絲輪產(chǎn)生壓力，當(dāng)送絲停止時(shí)又能自動(dòng)返回，使得菱形鋼處于自由狀態(tài)。

2.3送絲機(jī)構(gòu)動(dòng)力選用850W的交流伺服電機(jī)，保證送絲的精度送絲只送螺套的前端折彎部分，待卷繞螺套時(shí)卷繞的動(dòng)力來(lái)自卷繞電機(jī)，此時(shí)電磁鐵壓緊完全松開，菱形鋼絲處于自由狀態(tài)停止送絲。待卷繞好鋼絲螺套后，電磁鐵使送絲輪壓緊菱形鋼絲，以便當(dāng)送絲電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使鋼絲螺套尾柄后退至導(dǎo)絲嘴處，切斷刀上前切斷，一個(gè)螺套的送絲動(dòng)作完成。

送絲部分的送絲輪采用四個(gè)送絲輪，送絲輪采用正反兩面使用，每個(gè)送絲輪上刻有兩種規(guī)格的菱形格子，達(dá)到有效利用。

2.4升降卷繞機(jī)構(gòu)使用1.5KW的交流伺服電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠從而帶動(dòng)卷繞裝置運(yùn)動(dòng)，上下運(yùn)動(dòng)采用直線導(dǎo)軌進(jìn)行導(dǎo)向，保證了運(yùn)動(dòng)的精度。卷繞裝置通過(guò)交流伺服電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)卷繞主軸旋轉(zhuǎn)，卷繞主軸上裝有卷繞芯軸，根據(jù)所繞制螺套規(guī)格的不同可以選擇相對(duì)應(yīng)的芯軸，為更換方便，用彈簧夾頭（NT30-ER32-70）來(lái)裝夾繞套芯軸，保證了芯軸與主軸的同軸度，從而實(shí)現(xiàn)繞制鋼絲螺套的需求。

2.5電主軸開槽，空載時(shí)12000轉(zhuǎn)/分，負(fù)載時(shí)9000轉(zhuǎn)/分，開鋼絲螺套上的90度V形折斷槽，利用了電主軸的高速度，確保開槽精度已達(dá)到要求。

2.6轉(zhuǎn)芯機(jī)構(gòu)是利用750W的交流伺服電機(jī)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)角度和改變方向來(lái)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)絲嘴的旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)繞制左旋和右旋轉(zhuǎn)鋼絲螺套的繞制

2.7凸輪機(jī)構(gòu)采用2.9KW的交流伺服電機(jī)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)4個(gè)齒輪軸傳動(dòng)，各齒輪軸上帶有不同角度的凸輪片，調(diào)整凸輪片位置，通過(guò)擺臂依次通過(guò)滑塊運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)其上的刀具，實(shí)現(xiàn)各自的功能，達(dá)到繞套的目的。

結(jié)束語(yǔ)

M20～M30大直徑數(shù)控全自動(dòng)繞套機(jī)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，解決了鋼絲螺套一直以來(lái)沒有解決的問(wèn)題。大規(guī)格繞制，生產(chǎn)的鋼絲螺套已被廣泛應(yīng)用于汽車，航空，航天及專用設(shè)備等行業(yè)，隨著工業(yè)的發(fā)展，鋼絲螺套使用越來(lái)越廣，該設(shè)備市場(chǎng)前景看好。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐灝，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第2版，北京，機(jī)械工業(yè)出版社2000

[2]孫恒，陳作模，機(jī)械原理，第5版。北京。高等教育出版社。1995.

[3]高澤遠(yuǎn)，王 金主編 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)? 沈陽(yáng)，東北工學(xué)院出版社1987

作者簡(jiǎn)介：

劉薇（1982—），工程師，從事專用設(shè)備設(shè)計(jì)研發(fā)工作。

（西北機(jī)器有限公司，陜西 西安 710119）