螺桿校直機關鍵技術研究

摘 要：在螺桿的加工過程中，校直是必不可少的一道工序。目前，螺桿校直機主要分為普通半自動校直機和全自動校直機。前者其操作過程絕大部分還是依靠人力完成，校直精度不高，工作效率低，工件的質量不穩定。后者測量精度高，生產節拍快，工件適應能力強，但價格價格昂貴，維護費用高。對比兩種校直機的性能區別，參考全自動校直機的先進技術，對普通半自動校直機的幾項關鍵技術進行研究，使其適用于螺桿校直同時節約成本。

關鍵詞：螺桿；校直機；關鍵技術

1 概述

螺桿是注塑機的重要部件之一，它通過在料筒內旋轉完成對塑料進行輸送、壓實、熔化、攪拌和施壓。而校直是機械加工過程中保證產品質量的重要工序， 廣泛應用于汽車、拖拉機、工程機械、機床、紡織機等機械制造行業。零件校直后可直接達到設計精度， 或減少后續加工量， 節約材料， 提高了生產效率[1]。所以，在螺桿的加工過程中，校直是必不可少的一道工序。螺桿校直機主要分為普通半自動校直機和全自動校直機。普通半自動校直機其操作過程絕大部分還是依靠人力完成，校直精度不高，而且還需反復進行校直，工作效率低，工件的質量不穩定。全自動校直機測量精度高，生產節拍快，工件適應能力強，但價格昂貴， 維護費用高，往往令許多企業望而止步，嚴重束縛這些企業產品工藝水平的提高和生產規模的擴大。

國際上，由于自動校直設備能有效提高產品質量，發達國家十分重視此項技術的研究，并投入大量的人力、物力開展此項技術的研究工作，德國、意大利、美國和日本先后開發出具有本國特色的自動小智設備產品[2]。國內，軸類零件的校直理論發展已比較成熟，自動校直設備歲落后與發達國家，但也發展迅速[3]。目前國內的校直設備已經由原來的手動、半自動向全自動方向發展[4]。

2 螺桿校直機關鍵技術研究

2.1 改進校直和檢測平臺，簡化校直過程

普通校直機主要由液壓裝置、機械裝置、檢測裝置組成。普通校直機的機械裝置部分結構如圖1所示：主要由校直平臺、左右V型塊、壓頭、升降按鈕、百分表組成。工作時，把要進行校直的工件放置于左右V型塊上面，并把工件最高點（彎曲突出點）旋轉到壓頭正下方。工件放好后，將百分表裝好并壓于工件上，按下慢進按鈕，在壓頭慢進（向下）時，可以通過百分表的讀數知道壓頭的下行距離，從而保證工件的校直精度。此工步進行完后，再將工件放置到檢驗平臺上，檢測工件的精度是否達到預期數值，否則還要進行一次或者多次校直。

檢測裝置如圖2所示，主要由左右頂尖裝置、百分表1、檢驗平臺組成。

如圖把要檢測的工件放置在檢驗平臺上，通過左右頂尖頂住工件兩端中心孔并鎖緊頂尖，然后裝好百分表1，并壓于工件上。旋轉工件，通過百分表1的讀數得出工件的跳動量，并做好記錄，同時將工件的最高點（彎曲最大處）標記出來，以便下道工序（校直）的順利進行。

改進過程中主要通過對校直平臺和檢測平臺的研究，把檢測平臺運用到校直平臺上，實現一次校直后直接對工件進行檢測的功能，進而提高校直機的工作效率。改進后的檢驗平臺如圖3所示。

2.2 優化V型塊和壓頭設計

2.2.1 V型塊優化設計

根據螺桿結果的復雜性，考慮到校直過程過，V型塊反作用力對螺桿校直帶來的負面影響和壓頭偏離中心線造成的螺桿產生扭曲變形因素，對V型塊和壓頭的結構進行改進，以消除上述不利影響。

由原來的V型塊設計改為現在的U型塊，如圖4、圖5所示。避免了螺桿校直過程中因受力不均而產生的扭曲變形給校直帶來負面影響。

從受力分析圖6可以看出，采用V型塊校直，螺桿受力為兩邊“對稱“受力，采用U型塊校直，螺桿受力為單邊受力。這樣，螺桿校直過程中，U型塊與螺桿接觸面為線性接觸，截面受到的力為點接觸，大小與壓頭施加的力相同，方向相反，從而消除螺桿校直過程中產生扭曲變形的問題。

2.2.2 壓頭改進

改進前校直壓頭為平面，改進后為弧面，如圖7所示，這樣可以消除校直過程中因壓頭中心與螺桿中心不在同一直線上而產生的力矩。也就是說在原來的壓頭上面銑出一個圓弧面，正好與U型塊對應，使得螺桿的校直由原來的三點接觸變為兩點接觸，消除了因受力不均帶來的負面影響。

壓頭改為圓弧式還有一個作用是在壓頭下行過程中，如果螺桿所處位置非壓頭中心，圓弧型可以起到導向作用，從而把螺桿帶向受力中心線上。

2.3 測量裝置的改進

針對螺桿的特殊性，表面分布螺槽為非連續性回轉面，對測量裝置進行研究提高測量數據的準確性，解決校直精度這一關鍵問題。

之前檢測螺桿直線度百分表為自制的百分表，是在常用百分表的基礎上增加一個量塊（如圖8所示），目的是為了在檢測過程中避免表針掉進螺桿的螺槽中，進而影響檢測精度。正因為增加這個薄片，使得檢測時由于接觸點并不一定位于同一個截面圓周上，從而給測量的數據帶來誤差，直接影響校直時壓頭下行的距離。為了避免這一現象，對百分表進行改進，由原來的固定式量塊改成活動量塊（如圖9所示）。這樣百分表檢測的角度會隨著螺桿的斜度而改變，從而提高檢測精度。

3 結束語

通過對普通螺桿校直機的研究和改進，最終達到如表1所示的目標。

螺桿校直機改造后，校直后螺桿的精度從0.3mm提高到0.05mm；平均校直時間節約一半；平均校直次數降低。

參考文獻

[1]王玉山，翟華.精密校直機液壓伺服系統仿真分析[J].機床與液壓，2010，5（10）：23-24.

[2]翟華，周磊.零件校直工藝理論研究[D].合肥工業大學，2003.

[3]崔甫.矯直原理與矯直機械[M].北京：冶金工業出版社，2005.

[4]程章.自動校直機檢測系統研究設計[J].機械工程與自動化，2010，6（3）：124-126.