榨油機(jī)圓排內(nèi)齒孔加工專機(jī)的研制

卜 石，溫 杰，呂 濤，朱家誠(chéng)

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.阜陽(yáng)市飛弘機(jī)械有限公司，安徽 阜陽(yáng) 236028)

榨油機(jī)圓排內(nèi)齒孔加工專機(jī)的研制

卜 石1，溫 杰2，呂 濤2，朱家誠(chéng)1

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.阜陽(yáng)市飛弘機(jī)械有限公司，安徽 阜陽(yáng) 236028)

針對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有榨油機(jī)圓排內(nèi)齒孔加工設(shè)備加工成本高、靈活性差和效率低的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種新的圓排內(nèi)齒孔加工專機(jī)。在利用牛頭刨床的基礎(chǔ)上，通過(guò)棘輪機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、靠模機(jī)構(gòu)組合而成的圓排裝夾裝置，不僅能適用于不同圓排的復(fù)雜內(nèi)孔仿形加工，而且加工效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用性廣，制造與維護(hù)成本低。

內(nèi)齒孔加工；仿形加工；榨油機(jī)； 圓排

0 引言

圓排是榨油機(jī)榨膛的關(guān)鍵部件,直接影響著榨油機(jī)的出油率及干餅殘油率的高低[1],其內(nèi)孔由7個(gè)齒組成，需對(duì)多段偏心的圓弧進(jìn)行加工。

目前各廠家對(duì)榨油機(jī)圓排的加工方式有直接刨削加工和模具高溫壓制[2]。直接刨削時(shí)由于內(nèi)孔形狀復(fù)雜，因此加工費(fèi)時(shí)，效率低。而模具在高溫下進(jìn)行壓制，模具制造成本較高，加工內(nèi)孔的靈活性差。

本文設(shè)計(jì)了一種新的圓排內(nèi)孔加工專機(jī)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的不足，不僅能滿足對(duì)榨油機(jī)圓排復(fù)雜形狀內(nèi)孔的仿形加工要求，同時(shí)其驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，加工效率高，制造及使用、維修成本低[3]。

1 圓排內(nèi)齒孔加工專機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理

圖1為圓排內(nèi)齒孔加工專機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。它是在牛頭刨床的基礎(chǔ)上，利用牛頭刨床刨削進(jìn)給機(jī)構(gòu)的退回動(dòng)作帶動(dòng)安裝在刨床上的榨油機(jī)圓排裝夾裝置，實(shí)現(xiàn)工件的上下移動(dòng)和間歇旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)圓排內(nèi)孔的刨削仿形加工。牛頭刨床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)上安裝有伸出板，每次刨削進(jìn)給完成后，刨削進(jìn)給機(jī)構(gòu)伸出板壓動(dòng)圓排裝夾裝置，在刨床加工過(guò)程中同步實(shí)現(xiàn)了圓排加工位置的調(diào)整。

2 圓排裝夾裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖2為圓排裝夾裝置的復(fù)合剖面示意圖。圓排裝夾裝置由箱體、棘輪機(jī)構(gòu)、傳遞機(jī)構(gòu)和靠模機(jī)構(gòu)組成。

2.1 棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖3為圓排裝夾裝置棘輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。每次刨削進(jìn)給完成后，刨削進(jìn)給機(jī)構(gòu)伸出板壓動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)的杠桿，帶動(dòng)棘爪驅(qū)動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)過(guò)一定角度。棘輪機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)桿上套有彈簧以支撐杠桿，起到浮動(dòng)支點(diǎn)的作用。杠桿接觸進(jìn)給機(jī)構(gòu)伸出板一端做成一段斜線和圓弧，以便伸出板在來(lái)回過(guò)程中有效地帶動(dòng)杠桿擺動(dòng)。

1-牛頭刨床；2-刨削進(jìn)給機(jī)構(gòu)；3-伸出板；

1-箱體；2-棘輪機(jī)構(gòu)；3-傳遞機(jī)構(gòu)；4-靠模機(jī)構(gòu)

2.2 傳遞機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖4為傳遞機(jī)構(gòu)的剖面示意圖。棘輪與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的蝸桿同軸，即由蝸桿帶動(dòng)蝸輪旋轉(zhuǎn)一相應(yīng)的角度；蝸輪上安有十字聯(lián)軸器，通過(guò)十字滑塊聯(lián)軸器連接蝸輪和靠模機(jī)構(gòu)。十字滑塊聯(lián)軸器結(jié)合留有一定的間隙，從而保證靠模機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以上下浮動(dòng)。

1-杠桿；2-導(dǎo)桿彈簧；3-導(dǎo)桿；4-棘爪；5-棘爪彈簧；6-棘輪

1-十字滑塊聯(lián)軸器；2-蝸輪；3-蝸桿

2.3 靠模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖5為圓排內(nèi)齒孔加工專機(jī)靠模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。由于加工圓排內(nèi)孔時(shí)需要對(duì)多段偏心的圓弧進(jìn)行連續(xù)加工，靠模機(jī)構(gòu)由套筒、安裝在套筒外圈的靠模、安在靠模內(nèi)圈的鍵和套筒端部的旋緊圈組成。套筒外的靠模位于箱體上的頂板、托板之間。靠模機(jī)構(gòu)受底部彈簧的作用，可向上移動(dòng)，并使靠模上部外圈與頂板接觸，同時(shí)，頂板限制了靠模向上移動(dòng)。靠模外形的徑向尺寸根據(jù)仿形加工要求設(shè)計(jì)成變化的，當(dāng)套筒與靠模一同轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于靠模的作用，套筒的中心線也會(huì)隨之上下移動(dòng)。靠模緊密安裝在套筒外圈上，可通過(guò)更換不同的靠模實(shí)現(xiàn)圓排不同內(nèi)齒孔的仿形刨削加工。鍵安裝在套筒內(nèi)圈的鍵槽內(nèi)，以防止加工時(shí)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。旋緊圈是旋入套筒內(nèi)圈的內(nèi)螺紋段的，以防止加工時(shí)工件軸向移動(dòng)。旋緊圈上均勻分布有4個(gè)深度一定的擰緊孔，以方便旋緊圈旋入。

3 主要參數(shù)計(jì)算

圓排內(nèi)齒孔加工專機(jī)對(duì)內(nèi)齒孔采用刨削的方式進(jìn)

行仿形加工，其設(shè)計(jì)參數(shù)如下:

靠模帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，每次沿周向的切削量Ac約為0.2 mm[4]，工件內(nèi)齒孔的平均半徑r1=67 mm，計(jì)算出工件進(jìn)行一次切削旋轉(zhuǎn)角度α1為：

α1=Ac/(2πr1)≈0.17°.

(1)

棘輪圓周上均勻分布的棘齒數(shù)n=60，則旋轉(zhuǎn)一個(gè)棘齒所轉(zhuǎn)過(guò)的角度為：

α2=360°/n=6°.

(2)

由式(1)、式(2)可得，蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比i：

i=α2/α1=6°/0.17°≈35.

(3)

棘輪的半徑r2=40 mm，棘輪旋轉(zhuǎn)一個(gè)棘齒走過(guò)的弧長(zhǎng)l(mm)為：

l=2πr2/n≈4.2.

(4)

由于棘爪旋轉(zhuǎn)角度較小，其運(yùn)動(dòng)一次走過(guò)的距離可近似于l,棘爪到杠桿原點(diǎn)的距離l1=100 mm，伸出板推動(dòng)杠桿的接觸點(diǎn)到杠桿原點(diǎn)的距離l2=400 mm，所以杠桿遠(yuǎn)端斜槽所需的深度h(mm)為：

h=l·l2/l1=16.8.

(5)

1-靠模；2-套筒；3-旋緊圈；4-鍵

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的榨油機(jī)圓排內(nèi)齒孔加工專機(jī)驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，加工效率提高，制造及使用、維修成本低，能滿足對(duì)榨油機(jī)圓排復(fù)雜形狀內(nèi)孔的仿形加工要求。根據(jù)所需加工圓排內(nèi)孔的實(shí)際情況，通過(guò)參數(shù)計(jì)算，確定了機(jī)構(gòu)的尺寸形狀；可改變靠模形狀，滿足不同形狀的內(nèi)孔加工，故該裝置通過(guò)適用性廣。

[1] 祝中祥，嚴(yán)奉金，朱德富.圓排:中國(guó)，01273530.2[P].2013-01-15.

[2] 王慶瑜.螺旋榨油機(jī)的圓排：中國(guó)，200920008487.2[P].2009-03-12.

[3] 李云者，王勤.螺旋式榨油機(jī)：中國(guó)，200520103833.7[P].2005-08-15.

[4] 艾興，肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].第3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

Design of Inner Bore Shaping Machine of Oil Press’s Circle Hoop

BU Shi1, WEN Jie2, LV Tao2, ZHU Jia-cheng1

(1. School of Mechanical and Automotive Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 2. Fuyang Feihong Machinery Co.,Ltd., Fuyang 236028, China)

To the problem of high machining cost, poor flexibility and low efficiency of circle hoop inner bore shaping machine, a new special machine is developed. Based on shaping machine, the machine is composed of ratchet mechanism, transmission mechanism and modeling mechanism. While meeting the requirement of different inner bore contour machining, it also has high efficiency, simple structure and low machining cost.

inner bore shaping; contour machining; oil press; circle hoop

1672- 6413(2015)06- 0096- 02

2015- 01- 04；

2015- 08- 11

卜石(1991-)，男，安徽合肥人，在讀碩士研究生，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)集成制造。

TS223.3

A