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      摘要：2H637 臺(tái)面鏜床是原蘇聯(lián)克魯明機(jī)床廠生產(chǎn)研制的，該機(jī)床是我廠的重點(diǎn)設(shè)備，多年來(lái)承擔(dān)著機(jī)架，軸承座的加工工作，由于機(jī)床老化，故障頻發(fā)，特別是夾刀機(jī)構(gòu)的故障率極高，嚴(yán)重影響了機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著生產(chǎn)任務(wù)量的日益加大，該機(jī)床已不能跟上生產(chǎn)的步伐，所以我廠決定對(duì)其夾刀機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，以便能夠滿足生產(chǎn)需求。

 
      1 、存在問題及現(xiàn)狀

     由于機(jī)床的生產(chǎn)年代較早，工作量大，導(dǎo)致機(jī)床經(jīng)常出現(xiàn)故障，特別是夾刀電機(jī)的故障率極高。夾刀電機(jī)是原蘇聯(lián)產(chǎn)品，價(jià)格昂貴；購(gòu)買困難。幾經(jīng)維修，本已經(jīng)達(dá)到使用壽命的電機(jī)基本無(wú)法使用。現(xiàn)夾刀電機(jī)待病使用，故障率又高，造成大量停工。

      2、 解決措施

     經(jīng)過仔細(xì)摸索，決定對(duì)本機(jī)床的夾刀機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，取締夾刀電機(jī)，將其改造成液壓夾刀機(jī)構(gòu)。

    所設(shè)計(jì)的液壓夾刀機(jī)構(gòu)的工作原理是通過單獨(dú)油泵供油，經(jīng)由電磁換向閥控制油路給方向，實(shí)現(xiàn)活塞在液壓缸中前后運(yùn)動(dòng)。活塞向前運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)拉刀桿克服碟簧阻力向前運(yùn)動(dòng)，拉刀桿前端爪部打開，實(shí)現(xiàn)松刀。活塞向后運(yùn)動(dòng)，碟簧為恢復(fù)彈性變形推動(dòng)拉刀桿向后運(yùn)動(dòng)，拉刀桿前端爪部收攏，實(shí)現(xiàn)夾刀。

     首先做好準(zhǔn)備工作，對(duì)原夾刀機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆除，查看并測(cè)量液壓夾刀所需要的空間。

     然后開始研究設(shè)計(jì)相關(guān)的零部件。主要分為夾刀爪，夾刀桿，活塞缸的設(shè)計(jì)，另外還要根據(jù)所需選擇適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)，油泵，溢流閥，電磁換向閥等等。

     值得注意的是各零部件的材料選擇一定要好，其強(qiáng)度要求較高，否則隨著運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦將導(dǎo)致零件表面材料的逐漸喪失或遷移，即形成磨損，磨損會(huì)影響零件間的效率，降低工作的可靠性，甚至使其提前報(bào)廢。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先考慮如何避免或減輕磨損，以保證達(dá)到使用壽命。

     2.1 夾刀爪的設(shè)計(jì)

     夾刀爪部分設(shè)計(jì)為刀套與鋼珠結(jié)合的結(jié)構(gòu)。選用6 個(gè)φ7.5mm鋼珠，根據(jù)鏜桿內(nèi)徑尺寸的限制，將刀套的外徑尺寸設(shè)計(jì)為φ47.5-0.02mm，內(nèi)徑尺寸設(shè)計(jì)為φ37+0.03mm，加工6 個(gè)φ8 的孔時(shí)要特別注意，孔的底部是r4 的圓弧，不是直接鉆成φ8 的通孔，這是因?yàn)榉乐逛撝樵谧匀粻顟B(tài)下掉進(jìn)刀套內(nèi)部。刀套底部中心鉆一個(gè)φ12 的孔，用來(lái)穿螺栓將其與夾刀螺桿連接。

     
                             圖1 刀套設(shè)計(jì)圖

     2.2 夾刀桿的設(shè)計(jì)

     選用13 片內(nèi)徑為φ30 的碟簧，來(lái)給松夾刀添加拉緊力。夾刀桿前端加工一個(gè)M24×1.5 的外螺紋孔和一個(gè)M10 的內(nèi)螺紋孔，放置碟簧的位置直徑加工為φ30-0.05mm，在碟簧前端放置一個(gè)平墊，用背帽擠壓平墊以給碟簧預(yù)緊，在夾刀桿后端加工成一個(gè)φ24 的光軸，光軸尾部加工成M24×1.5 的螺紋，長(zhǎng)75mm。此螺紋用來(lái)連接調(diào)整螺桿，在確定松夾刀的位置后，調(diào)節(jié)此螺桿與活塞桿的距離來(lái)控制刀套的行程。

     2.3 活塞缸的設(shè)計(jì)

     將夾刀電機(jī)拆卸后，需要對(duì)電機(jī)滑座進(jìn)行加工，將活塞缸固定在電機(jī)滑座上。根據(jù)液壓原理，對(duì)碟簧所需要的推力進(jìn)行設(shè)計(jì)，將活塞最大橫截面積的直徑設(shè)計(jì)為φ95-0.02mm，活塞兩端桿的直徑設(shè)計(jì)為φ28-0.02mm，缸的外徑設(shè)計(jì)為φ130-0.02mm，將電機(jī)滑座末端內(nèi)孔加工成φ130+0.03mm，并加工廠相應(yīng)的把和螺紋孔，將活塞缸與電機(jī)滑座進(jìn)行連接。

     根據(jù)實(shí)際測(cè)量與設(shè)計(jì)要求，需要將鏜桿拆卸進(jìn)行局部加工。把稍孔后端（原夾刀螺桿的位置）加工出一個(gè)放置夾刀套的內(nèi)孔，并在鏜桿尾部加工出軸承臺(tái)和M72×2 的孔螺紋，軸承臺(tái)用來(lái)安裝定位軸承，孔螺紋用來(lái)安裝背帽，對(duì)夾刀桿進(jìn)行背緊固定。電機(jī)、油泵、溢流閥及電磁換向閥的選用。根據(jù)需要電機(jī)選擇功率為1.5kw 的三相異步電動(dòng)機(jī)，油泵選擇型號(hào)VP-20-F/A3，溢流閥選擇為Y-10B，電磁換向閥選擇型號(hào)為4WE6D-50/AW110R 110V，另外選擇6MP 的壓力表一塊。

     2.4 組裝夾刀機(jī)構(gòu)

   （1）將碟簧成對(duì)套在夾刀桿上，共6 對(duì)半，然后放上墊片，用背帽背緊墊片，將碟簧背緊到所需位置。（2）將夾刀桿裝進(jìn)鏜桿，用背帽將夾刀桿背緊，將調(diào)整螺桿安裝到夾刀桿尾部。（3）從鏜桿前端將刀套固定在夾刀桿上。（4）將活塞缸固定到夾刀滑座上，并將滑座固定到床身上。（5）將選好的電機(jī)安裝在油箱上，安裝油泵，溢流閥，壓力表，電磁換向閥，并用高壓油管連接到活塞缸上。

     
  
                               圖2 夾刀刀套部分示意圖

     2.5 調(diào)試

     機(jī)床送電后，調(diào)節(jié)溢流閥，控制在適當(dāng)油量，根據(jù)活塞桿的行程，反復(fù)調(diào)節(jié)夾刀桿上的調(diào)整螺桿，直到調(diào)整到夾刀位置1 與松刀位置2 都合適即可。

    3 、結(jié)束語(yǔ)

    此次改造，夾刀爪部分采用了刀套與鋼珠結(jié)合的結(jié)構(gòu)。降低了維修成本，節(jié)約資金25000 元，改造完成后，該機(jī)床夾刀故障已很好的排除，因此原因造成的停工大幅減少，實(shí)現(xiàn)了此次改造的最初目的，現(xiàn)工作狀況良好。