一段时间来,我校校办工厂为适应钢材市场的发展,以对外加工轧辊为主,而轧辊的加工中车削工序,工厂里已有三部C650车床完成,但下步镗削轧辊梅花头的加工,由于一时没有相应的镗削设备,故这一工序成为我校校办工厂里轧辊加工的成败所在,也是厂里今后生产发展的突破口。针对于此,我们尝试利用现有的机床,设计改装了一台镗削轧辊头专机。
轧辊加工零件图如图1所示。
主要是中、大型工件的加工,以车、镗二工序完成,本工序加工两端梅花头尺寸R74.5,长250。材料为热轧件,工件各台阶段的加工精度均没特殊要求,但应仔细精车。
一、方案分析
轧辊梅花头加工安排在车削以后,本工序的加工难点在圆弧尺寸R74.5,且要求四等分正确,这在目前的普通机床上是难以加工的,对工件的安装和找正也带来了极大的困难。
相对来说,由于轧辊轴的各段外形尺寸在车削加工中较能容易得以保证,且工件的加工精度要求并不高,两端梅花头的相互对称度间没有特殊要求,但工件尺寸较大,最大直径处Ф650,加工的圆弧尺寸R74.5也较大,切削加工中机床上相对其加工位置不好定位和夹紧,Ф370处的四等分度操作,也难于进行。
我们拟定的设计方案如下:
采用不完全定位方式。以工件支承轴颈面Ф380为定位面,应用二个短V形块分别限制工件的Z、Y轴的移动和转动四个自由度,以保证圆弧尺寸的加工要求。至于X轴R74.5圆弧长250,在加工时稍加以控制,即可达到加工要求。而X轴的转动,则无需要限制,这样既可方便了定位装置的设计,又能简化结构,以利降低制造成本。仍以Ф380轴颈为分度面,通过定位环和活动分度挡铁机构,以保证对Ф370四等分加工要求。梅花头尺寸R74.5,在卡盘上装夹经改装的圆弧镗刀加工,动力由机床主轴带动,仍沿用原机床进给机构系统。
二、改造过程
轧辊头镗削专机示意如图2所示。
卸下原旧车床小拖板及工作台部分,加长工作台,使其适应轧辊的长度要求,其上用二个短V形块座为定位元件,限制工件的四个自由度(z、y的移动和转动)。夹紧机构设计为活动夹紧机构,上有V形活动紧压板,用螺栓夹紧工件。此夹紧机构设计,压紧板上与压紧螺栓配合部分一端开有沟槽,松开压紧板时能快速地退开压紧螺栓。夹紧机构的V形活动紧压板与支座设有铰链部位,紧压板上可以绕铰链支座上下摆动,且固定压紧端的铰接部位高度放小,以利工件的取放,大大地方便工件的安装和拆卸,也使工件的夹紧操作简单、可靠。二个短V形块座装配在工作台上,工作台自主轴箱下部有丝杆传动引入动力,可作纵向机动走刀,其有横向丝杠和齿轮齿条机构,可以手动及机动移动工作台进给,以方便加工R74.5长为250圆弧。
机床的主轴中心线必须与轧辊轴线等高,以保证轧辊和刀杆轴线分别与导轨面中心等高。其两V形块座的中心高尺寸应尽量取低,以方便两中心高的调整,也为增强V形块座的强度,故取V形角120°,轧辊 与底座底面最低端距离取5mm即可。V形块座加工和 安装找正要求较高,目的是保证刀杆与R74.5圆弧的加工位置正确,从而保证其加工精度。
在工件的Ф380轴颈处,与定位环间隙配合,定位环部件如图3所示。
定位环以锁紧螺钉固在轴颈处,其上外伸四个相互垂直的定位销,结合装在活动夹紧机构V形块座上的活动分度挡铁,起轧辊头的分度作用。活动分度挡铁与V形块座内有弹簧机构,活动分度挡铁可以上下伸缩,以方便分度操作。
作为主要定位元件的二个短V形块座,如图4所示。粗、精刨(镗)后,需一同精磨,以保证其V形定位面的平行度精确,装配时,以检验棒校正其与机床主轴平行度,再一同钻铰定位销孔。工作台面的加长,可利用原车床大、中拖板,通过加长拖板面,另配短滑块面装配而成,仍沿用原机床的纵、横导轨面作导向。车床大拖板加装部分应与机床导轨面配刮,刮研精度图4V形块座达8～12点要求。另外,旧机床改装前的各项技术指标,应符合相关技术要求。
三、工作原理
工件按图2所示位置装夹在工作台上,刀杆装夹在主轴箱的卡盘中,调整镗刀头刀杆轴心线与工件加工面位置距离74.5,卡盘旋转带动刀头作镗削R74.5圆弧。调整每次进刀量,工作台作纵向进给运动,行程250。当轧辊头从一个加工位置加工完毕,松开夹紧机构,手动压下分度挡铁,转动定位环,带动轧辊头转动,当分度定位销转过分度挡铁,则分度挡铁自弹簧作用下弹出,分度定位销转过90°至下一分度位置,至使轧辊头定位环上下一定位销被分度挡铁抵着,完成手动分度,锁紧夹紧机构,此时轧辊头分度与夹紧完成,为下一加工位置。当加工完一端掉头加工另一端时,因工作台另一端夹紧机构座上也有分度挡铁机构,故此时无需拆装分度环,工作过程同上,由此可简化操作,提高生产效率。
四、使用情况
此轧辊头镗削专机,加工工件定位、装拆方便,操作自如,镗削平稳,改进后的机床刚度符合使用要求。加工出的工件,经测试加工尺寸准确,分度正确,完全符合图纸加工要求,使用单位满意,一时间生产订单纷至沓来,为校办工厂的发展奠定了基础。
通过上述实例分析,我们进一步理解到对于较大工件的定位和分度化难就简的方法。
(作者单位:广东省广州市工贸技师学院)
推荐访问： 轧辊 专机 设计实例 分析 头镗削
