內(nèi)孔螺旋槽加工車床的改造及夾具設(shè)計(jì)

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(泰州市航宇電器有限公司，江蘇泰州，225300)

1 引言

螺旋槽機(jī)構(gòu)在傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)以及機(jī)械結(jié)構(gòu)中應(yīng)用非常廣泛，典型應(yīng)用例如：傳統(tǒng)刀具的螺旋溶削槽；蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、機(jī)床傳動(dòng)絲桿；航空航天用連接器等等。其加工方法通常采用指狀刀具或成型盤狀刀具以銑削或車削的方式進(jìn)行加工螺旋槽。即圖紙標(biāo)出零件的螺旋槽各項(xiàng)尺寸參數(shù)，設(shè)計(jì)出加工螺旋槽銑刀或砂輪的軸向截面形狀，然后用此截面形狀的回轉(zhuǎn)刀具進(jìn)行加工。在加工時(shí)，零件與刀具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為工件或刀具一方面沿X軸進(jìn)給，同時(shí)也沿Y軸進(jìn)給，從而加工出螺旋槽。

2 典型零件分析

由圖1可知，該零件的主要特征是螺旋槽的形狀并非為矩形，而是有一個(gè)x角度的梯形槽，其主要功能是用于包容絕緣體和電接觸件，同時(shí)兼有導(dǎo)向、鎖緊功能。故其內(nèi)孔一般是尺寸精度和位置精度要求較高的同軸階梯孔，內(nèi)外形上往往都有數(shù)條位置度要求極為準(zhǔn)確的凸鍵或凹槽，圓周面上設(shè)計(jì)有鎖緊裝置的定位銷，且通常以圓周等份為主。

卡帽零件一般是用于連接器插頭與插座的連接與分離作用。連接器插座是以通過卡帽螺旋槽的導(dǎo)向作用來實(shí)現(xiàn)殼體的軸向移動(dòng)，卡帽內(nèi)螺旋槽設(shè)計(jì)為空間曲線其曲線應(yīng)與銷釘運(yùn)動(dòng)軌跡能夠很好的吻合，要求螺旋槽能夠平滑過渡以減少銷釘與螺旋槽的內(nèi)摩擦力。螺旋槽與銷釘?shù)膶?duì)接效果會(huì)直接影響產(chǎn)品的性能。在實(shí)際加工中需要精確計(jì)算曲線參數(shù)。

圖1所示的零件為圓形連接器的連接卡帽，該零件的加工難點(diǎn)和重點(diǎn)是螺旋槽的空間軌跡，若要在普通車床實(shí)現(xiàn)加工，不采用專用夾具是難以實(shí)現(xiàn)的。

3 機(jī)床改造與夾具設(shè)計(jì)

圖2為加工螺旋槽用專機(jī)簡(jiǎn)圖。螺旋槽的加工主要是通過卡盤后面的齒輪帶動(dòng)安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)桿上的齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)桿帶動(dòng)凸輪和轉(zhuǎn)動(dòng)；凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)撥動(dòng)桿的傳動(dòng)，使刀架沿X軸方向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車床X軸方向的進(jìn)刀；通過凸輪6轉(zhuǎn)動(dòng)后使螺桿13驅(qū)動(dòng)刀架沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車床Y軸方向的進(jìn)刀。為了使刀架能夠沿著X、Y軸方向自由滑動(dòng)需要將原車床X、 Y軸刀架上兩個(gè)方向的調(diào)節(jié)螺桿拆除。

圖1 圖形連接器的連接卡帽

圖2 加工螺旋專機(jī)示意圖

擋板安裝在固定板上，用于限制大凸輪和小凸輪沿X軸方向滑動(dòng)，而且在轉(zhuǎn)動(dòng)桿的軸向外圓面上設(shè)計(jì)有鍵槽來限制凸輪的位置可以隨著擋板一起在轉(zhuǎn)動(dòng)桿上滑動(dòng)。溜板固定安裝在刀架臺(tái)的底盤上，以便沿著車床導(dǎo)軌跟隨刀架一體運(yùn)動(dòng)。支撐桿和固定板安裝在機(jī)床上起到固定支撐作用。當(dāng)彈簧拉緊刀架臺(tái)時(shí)，使螺桿始終貼近小凸輪；當(dāng)彈簧拉緊刀架臺(tái)時(shí)，使撥動(dòng)桿始終貼近刀架和大凸輪。松開溜板左邊的固定螺栓，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤，可以調(diào)整在Y軸方向的對(duì)刀位置；按照同樣的方法調(diào)整車床X軸方向的轉(zhuǎn)盤，可以調(diào)整X軸方向的對(duì)刀位置。

4 結(jié)語

在加工動(dòng)作時(shí)，必須保證在小凸輪進(jìn)到最高點(diǎn)，大凸輪才能進(jìn)刀，并且只有在小凸輪退到車刀無切削時(shí)，大凸輪才可以讓撥動(dòng)桿退回原位。撥動(dòng)桿的轉(zhuǎn)軸必須設(shè)計(jì)在Y軸方向撥動(dòng)桿的中點(diǎn)上，這樣才能保證加工出來的工件與設(shè)計(jì)凸輪的要求一致。

當(dāng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，刀具要進(jìn)退刀三次，也就是說小齒輪與大齒輪的傳動(dòng)比應(yīng)設(shè)計(jì)為3：1。

在加工零件時(shí)由于是圓周等分切削，刀具背刀量大，車床主軸轉(zhuǎn)速不宜設(shè)置太快，建議不大于50r/min為宜。