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【兆恒機械】車床鉆孔攻螺紋加工方法及工裝設(shè)計

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  • 添加日期:2020年09月02日

摘要:設(shè)計簡單工裝,將鉆頭或絲錐安裝在三爪自定心卡盤上,零件安裝在工裝上,刀具不停轉(zhuǎn)動,零件借助工裝進行進給運動,構(gòu)成切削模式,完成鉆孔及攻螺紋加工,加工效率大為提高。

車床加工時,零件連續(xù)轉(zhuǎn)動,相對其他機床加工效率較高。但是對于零件較小、數(shù)量較多的情況,反復在卡盤上安裝與拆卸零件,輔助時間較長,相對效率下降。為縮短輔助時間、提高加工效率,研究設(shè)計將刀具安裝在卡盤上連續(xù)轉(zhuǎn)動,零件僅作進給運動,更換零件時,刀具可以繼續(xù)轉(zhuǎn)動,且更換零件簡單方便、時間短。

某公司加工一批六角螺母零件,規(guī)格M20,需要鉆孔、攻螺紋,采用將鉆頭或絲錐安裝在卡盤上進行切削運動,零件安裝在刀架上進行進給運動的方法,取得了較好的效果。

1. 螺母結(jié)構(gòu)分析及加工特點

該螺母材料是45鋼,毛坯為冷鍛坯料,內(nèi)孔留2mm加工余量,外六方輪廓尺寸基本均勻,無需加工。加工時需要先去除內(nèi)孔2mm余量,然后用絲錐攻螺紋完成。用車床加工螺母絲扣是將單個螺母卡在三爪自定心卡盤上,然后用車刀加工內(nèi)孔及絲扣,或?qū)@頭、絲錐安裝在車床尾座上,用鉆頭鉆孔,用絲錐加工絲扣。采用上述兩種方法,都是將單個螺母毛坯安裝在卡盤上,螺母轉(zhuǎn)動,車刀或鉆頭(絲錐)作進給運動,反復操作,耗時耗力,加工效率低。為提高加工速度,研究決定設(shè)計簡單工裝,將鉆頭或絲錐安裝在三爪自定心卡盤上,作回轉(zhuǎn)運動,而待加工螺母安裝在工裝上,作進給運動,構(gòu)成加工模式。

2. 鉆孔方式及工裝的設(shè)計使用

依據(jù)鉆頭或絲錐旋轉(zhuǎn)、螺母進行進給運動的思路,將鉆頭或絲錐安裝在三爪自定心卡盤上,設(shè)計簡易工裝,待加工螺母安裝在工裝里,將工裝安裝在刀架上,由刀架進行軸向移動,實現(xiàn)進給運動。鉆孔方式和工裝設(shè)計如圖1所示。

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圖1 鉆孔方式及工裝設(shè)計簡圖

1.車床卡盤 2.鉆頭 3.支撐彎板 4.刀架 5.聯(lián)接板 6.聯(lián)接螺栓7.緊定螺栓 8.待加工螺母 9.底板 10.前端板 11.鉆套 12.上蓋板

安裝螺母的工裝由支撐彎板3、聯(lián)接板5、聯(lián)接螺栓6、定位螺栓7、鉆套11、上蓋板12、前端板10和底板9等組成。支撐彎板3安裝在車床刀架上,聯(lián)接板5兩側(cè)加工長孔,由聯(lián)接螺栓6與支撐彎板聯(lián)接。由于存在長孔,聯(lián)接板可以在支撐彎板上上下移動,確定加工位置,緊定螺栓7安裝在上蓋板12上,待加工螺母安裝到工裝里后,擰緊螺栓,將其鎖住。鉆套11安裝在前端板里,用于引導鉆頭或絲錐,保證加工準確。鉆套采用45鋼材料,淬火處理,以保證耐磨性。上蓋板12、前端板10、底板9和聯(lián)接板5等采用焊接方式組成整體。其寬度等于待加工螺母的六角最大尺寸。

加工前,先將鉆頭安裝在三爪自定心卡盤上鎖緊。然后將支撐板3安裝在車床刀架上,鎖緊。將工裝安裝到支撐板上,找平,將聯(lián)接螺栓擰上,稍稍擰緊一些。

首件加工,將待加工螺母從側(cè)面放到工裝里,以不超過工裝寬度為宜,擰緊緊定螺栓7,將螺母固定。找正。上下移動聯(lián)接板5,垂直車床軸線移動刀架中滑板,確定鉆套中心與車床回轉(zhuǎn)中心的位置,確認兩者重合后,擰緊聯(lián)接螺栓6,鎖緊滑板,找正結(jié)束。加工開始,主軸帶動鉆頭旋轉(zhuǎn),向前軸向移動刀架小滑板,鉆頭通過鉆套引導開始鉆孔操作。鉆頭透過聯(lián)接板上的孔后,確定鉆孔結(jié)束。向后移動刀架小滑板,鉆頭離開工裝,松開緊定螺栓7,從側(cè)面放入第二個螺母,首件螺母被擠出。再次擰緊緊定螺栓7,鎖緊螺母。移動刀架小滑板,第二次加工開始。整個加工過程鉆頭始終保持旋轉(zhuǎn),僅是刀架作軸向移動,由于首件加工找正已完成,后續(xù)加工無需找正過程,大大提高了加工效率。

3. 絲錐攻螺紋工裝設(shè)計

在攻制內(nèi)螺紋時,為防止由于機床絲杠與絲錐之間產(chǎn)生的傳動誤差,造成螺紋亂扣現(xiàn)象的發(fā)生,設(shè)計專用攻螺紋工裝卡頭,如圖2所示。

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圖2 絲錐攻螺紋工裝設(shè)計簡圖

1.絲錐 2.鉆套 3.緊定螺栓4.卡箍 5.圓柱銷

卡箍4一端安裝在三爪自定心卡盤上,另一端里孔安裝鉆套,它既是鉆套的安裝套,又是鉆套的導向套,兩者配合為小間隙配合。在卡箍上軸向穿透加工長孔,用以與圓柱銷5配合使用。鉆套用于夾持絲錐,該零件采用45鋼材料,淬火處理。圓柱銷5與鉆套為過盈配合,起到帶動鉆套旋轉(zhuǎn)作用,并與卡箍上長孔相配合,能使鉆套存在4mm的軸向竄動,用以消除傳動誤差,防止亂扣。緊定螺栓3主要起緊固絲錐作用。

攻螺紋套扣加工時,首先卸下鉆頭,將攻螺紋工裝卡頭安裝在三爪自定心卡盤上,鎖緊。安裝在刀架上的工裝位置保持不變,將準備攻螺紋的螺母送入工裝中,擰緊圖1中的緊定螺栓7,即可攻螺紋。主軸帶動絲錐轉(zhuǎn)動,刀架向前移動,當絲錐的切削部分穿過螺母以后,主軸反轉(zhuǎn)退刀,刀架向后移動,第一個螺母攻螺紋完成。接著送入第二個螺母,同時擠出第一個螺母,重復上述操作,如此循環(huán)即可。

4. 結(jié)語

同樣的車床加工方式,利用簡單工裝,改變刀具和零件的安裝位置,實現(xiàn)了刀具作切削運動、零件作進給運動,加快了切削速度,簡化了操作程序,省力省時,加工效率大為提高。