快速調(diào)整碟形彈簧組夾緊力的裝置

郭平均 王 偉

(①中信重工機械股份有限公司技改裝備部設(shè)備科，河南洛陽 471039;②齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司設(shè)計院，黑龍江齊齊哈爾 161005)

在現(xiàn)代金切機床的設(shè)計及使用過程中，對于機床安全性有很嚴格的要求;而金切機床的主軸系統(tǒng)做為機床的主要部件，為了避免在工作過程中因刀具夾不緊而出現(xiàn)各類問題，需要嚴格確定機床主軸系統(tǒng)中拉刀裝置產(chǎn)生的刀具夾緊力大小。

而碟形彈簧組拉刀機構(gòu)因其結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整壓縮長度后能夠得到固定的力，因此碟形彈簧組拉刀機構(gòu)在機床的主軸刀具松開及自動夾緊結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用非常廣泛。

碟形彈簧組拉刀機構(gòu)是在機床主軸安裝刀具后將其拉緊的重要裝置，碟形彈簧組產(chǎn)生的拉刀力的大小直接決定機床工作的安全性，在通常情況下，需根據(jù)主軸的尺寸按規(guī)定選取對應(yīng)的拉刀力。再按選取的拉刀力調(diào)整碟形彈簧組的壓縮尺寸，即可得到對應(yīng)的拉刀力。但是由于碟形彈簧組一般是安裝在主軸內(nèi)部，看不見，摸不到，調(diào)整十分困難;在裝配現(xiàn)場，一般是根據(jù)以往的裝配經(jīng)驗進行調(diào)整，而且需要進行多次調(diào)整，這樣增加了裝配的難度，并且影響裝配的進度。

圖1為主軸安裝拉刀機構(gòu)后的示意圖。從圖中可以看出，通過調(diào)整調(diào)整墊圈2的厚度尺寸B可間接調(diào)整碟形彈簧組的長度尺寸A，以保證得到確定的力。但是調(diào)整墊2位于主軸內(nèi)部，對于測量及調(diào)整非常不利，只能根據(jù)以往裝配的經(jīng)驗進行調(diào)整，這樣就導(dǎo)致實際得到的夾緊力與選定的夾緊力有一定的偏差，給機床帶來一定的安全性隱患。

為了解決上述問題，我們設(shè)計了一套裝置，通過該裝置，利用機床原有的基本件，在不增加額外成本的情況下，通過測量后，可快速計算出調(diào)整墊的調(diào)整數(shù)值;調(diào)整后，將所有零件按順序進行裝配后，即可準確得到選取的夾緊力的數(shù)值。

該裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要包括基準墊圈1、缸體2、軸用彈性擋圈3、聯(lián)結(jié)盤4，其余零件均使用機床裝配用件。將所需要的所有零件按圖2所示位置安裝好，按活塞5的內(nèi)外直徑d、D及選定的拉刀力F，通過計算可確定活塞5產(chǎn)生大小為F的力時需要的油壓P。具體操作及計算過程如下:(1)按圖1所示，用純理論計算系統(tǒng)產(chǎn)生大小為F的力時的K值。(2)按圖2所示，輸入壓力為P的壓力油，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，測量出L值。通過分析可知，在理論計算情況下，K值及L值應(yīng)相等。但是在實際情況中，由于各種各樣的原因，K值及L值是不相等的，通過計算得出K值的正、負變化量Δ的數(shù)值，由圖2可得知基準墊圈1的厚度尺寸E與實際調(diào)整墊圈的厚度尺寸B之差即是數(shù)值Δ，由此可確定調(diào)整墊圈的實際厚度尺寸B=E+Δ。(3)按公式B=E+Δ計算出調(diào)整墊圈的實際厚度尺寸(Δ值可能是正，也可能是負)，并將實物按此進行加修。(4)調(diào)整墊圈加修完畢后，卸掉本裝置，將拉刀機構(gòu)按裝配圖裝入主軸后，即可得到已選取的拉刀力F，而不需要進行重新調(diào)整。

需要注意的是，上述Δ值是有方向性的，在計算過程中，一定要注意不要代入相反的數(shù)值，否則最后得到的夾緊力F將會是錯誤的。

通過以上說明不難看出，由于在裝配現(xiàn)場使用本裝置，在碟形彈簧組夾緊力的調(diào)整過程中，避免了重復(fù)測量、計算及調(diào)整的過程，在極大提高裝配效率的同時，也保證了在裝配后機床主軸夾緊力的準確數(shù)值，同時也提高了機床的安全性及可靠性。

希望這種方法能給廣大從事設(shè)計工作的工程技術(shù)人員帶來一定的幫助。