改造普通車床加工復(fù)雜螺桿
發(fā)布日期:2011-11-25 蘭生客服中心 瀏覽:3234
螺桿軸是某擠出設(shè)備的關(guān)鍵件,其A、B、C三段螺紋的導程和根部的錐度都不同,主要參數(shù)見表1。在CA6140機床上實現(xiàn)具有3種導程、3種錐度螺桿軸的加工是本次改造的主要目的。
. | A段 | B段 | C段 |
導程(mm) | 63 | 60 | 48 |
螺紋根部錐度 | 1:78 | 1:57 | 1:40 |
頭數(shù) | 2 | 2 | 1 |
長度(mm) | 220 | 241 | 345 |
旋向 | 右 | 右 | 右 |
1 主運動
主運動為刀具的轉(zhuǎn)動。本次改造設(shè)計是將CA6140機床刀架部分的轉(zhuǎn)盤、小拖板及刀架卸掉,在橫拖板上面裝上自行設(shè)計的銑頭、磨頭或砂帶磨削裝置,可實現(xiàn)工件的粗、精及光整加工。
2 進給運動
機床的進給運動主要有:工件的圓周進給(工件的轉(zhuǎn)動)、刀具的縱向進給(螺桿導程的實現(xiàn))及橫向進給(螺桿錐度的實現(xiàn))。
1) 工件的圓周進給運動
被加工螺桿由CA6140機床卡盤夾緊、尾架頂尖支撐作圓周進給運動,其轉(zhuǎn)速為1r/min。由于主軸最低轉(zhuǎn)速為10r/min,因此在機床主電動機和主軸箱皮帶輪之間增加了一個降速比為10的二級齒輪減速器。
2) 刀具的縱向進給運動
刀具的縱向進給運動要滿足工件的導程實現(xiàn),即工件轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)刀具必須均勻地前進1個導程,因此縱向進給必須由絲杠帶動。在工件要求的3個導程值中,CA6140機床只能實現(xiàn)48mm,而63mm和60mm卻不能實現(xiàn)。經(jīng)幾種方案比較,確定調(diào)整進給箱中基本組齒輪的齒數(shù),具體說明如下。
圖1 CA6140機床進給箱基本組傳動系統(tǒng)簡圖
. | Z1 | Z2 | Z3 | Z4 | Z5 | Z6 | Z7 | Z8 | Z9 | Z10 | Z11 | Z12 |
齒數(shù) 模數(shù) 變位系數(shù) | 19 3.75 0.16 | 20 3.75 -0.349 | 36 2.25 -0.465 | 33 2.25 1.124 | 26 2.25 1.124 | 28 2.25 0 | 36 2 -0.71 | 32 2 1.5 | 14 3.75 0.159 | 21 2.25 0 | 28 2.25 0 | 28 2 0.244 |
CA6140機床公制螺紋計算式為S=7u擴u基u倍 (1)
式中:S——工件螺紋導程
u擴、u基、u倍——擴大組、基本組、增倍組的傳動比
當被加工的導程為60mm時,u擴=16,u倍=1/2,故u基=7.5/7=30/28。將圖1中的齒輪Z5的齒數(shù)改為30,模數(shù)不變,就能實現(xiàn)導程60mm的加工。由于軸Ⅰ軸Ⅱ中心距為63±0.05mm,因此改后的齒輪Z5須進行變位。經(jīng)計算,齒輪Z5(30)的變位系數(shù)為-0.8496。同理,當被加工導程為63mm時,根據(jù)式(1)有u基=9/8=18/16。將圖1中齒輪Z1的齒數(shù)改為18,模數(shù)仍為3.75,變位系數(shù)為-0.19,Z9的齒數(shù)改為16,模數(shù)仍為3.75,變位系數(shù)為零。驗算調(diào)整后齒輪的中心距誤差,均小于原圖紙標注公差(±0.05mm),這樣就能實現(xiàn)3種導程的加工。
3) 刀具的橫向進給
由于被加工螺桿齒形根部有錐度要求,因此在刀具實現(xiàn)縱向進給運動時必須同時作橫向進給運動,這就需要光杠帶動溜板箱內(nèi)的橫向機動進給機構(gòu)。由于CA6140機床開合螺母和機動進給的縱、橫向是互鎖的,所以必須消除開合螺母和橫向機動進給手柄的互鎖功能。具體做法如圖2所示,圖a表示開合螺母合上,縱、橫機動進給都不能實現(xiàn)。將件2的雙陰影部分去掉,如圖b所示,這樣在開合螺母合上的同時,橫向進給操縱桿1就能轉(zhuǎn)動,從而使橫向進給也得以實現(xiàn)。
1.橫向進給操縱桿 2.開合螺母操縱軸 3.縱向進給操縱桿
圖2 消除開合螺母和橫向機動進給互鎖原理
圖3 實現(xiàn)螺紋根部錐度加工傳動系統(tǒng)圖
因為錐度=2f橫/f縱,所以實現(xiàn)3種錐度:1:78、1:57、1:40,錐度變速箱的傳動比u錐為u錐={u1,u2,u3}={0.0635,0.087,0.1238},齒輪參數(shù)如表3所示。錐度誤差見表4。
表3
. | Z13 | Z14 | Z15 | Z16 | Z17 | Z18 | Z19 | Z20 | Z21 | Z22 |
齒數(shù) 模數(shù) 變位系數(shù) | 36 2 0 | 18 2 0 | 18 2 0 | 54 2 0 | 29 2 1.1 | 19 2 0.8962 | 24 2 0 | 46 2 0 | 50 2 0 | 39 2 0 |
表4
理論值 | 實際值 | 相對誤差(%) |
1:78 1:57 1:40 | 1:78.23 1:56.98 1:39.98 | 0.294 -0.039 -0.054 |
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