M20～M30大直徑數控全自動繞套機

摘 要：M20～M30大直徑數控全自動繞套機能一次完成公，英制鋼絲螺套的繞制成型，開折斷槽，去尾柄的加工全過程

關鍵詞：M20～M30鋼絲螺套;矯直機構;電磁鐵夾緊;送絲機構;升降卷繞機構;電主軸開槽;轉芯機構;凸輪機構

鋼絲螺套被廣泛應用于汽車、航空、航天、專用設備等行業。是一種新型內螺紋緊固件，將其嵌入金屬或非金屬材料上形成高強度、耐磨損、具有互換性的標準內螺紋。在鋁，鎂合金等低強度工程材料上應用可明顯提高內螺紋的強度和耐磨性。應用在鋼件，鑄件，鑄鐵上，可以提高螺釘的耐用性，防止由于各種振動引起螺釘松動，疲勞斷裂及提高螺釘連接時的耐疲勞強度;在出現螺紋加工錯誤或對已損壞的內螺孔修復時，使用鋼絲螺套作為手段，可以不增加重量和體積獲得經濟的維修，拯救重要部件快速有效的修復到原始狀態;利用鋼絲螺套進行公——英制螺紋孔轉換，非常方便，快捷;鎖緊型鋼絲螺套，其多邊形能鎖緊圈能把螺釘鎖緊在螺紋孔中，在受振動和沖擊時，可使螺釘不致松扣，比通常鎖緊裝置工藝性能好。

隨著工業更進一步的發展，鋼絲螺套的用途也越來越多。目前，國內鋼絲螺套制造業，已經有了一定的突破，但是還存在對于大直徑鋼絲螺套，比如M20～M30的難以進行繞指鋼絲螺套，我們大直徑數控全自動繞套機正好解決了此問題。此設備所要解決的技術問題是針對上述現有技術中的不足，提供一種M20～M30大直徑數控全自動繞套機，其結構緊湊，設計新穎合理，實現方便，使用操作便捷，加工效率高，適用性強，推廣應用價值高。

1? 主要技術參數：

1.1加工范圍按照螺距分：P=2.5～3.5mm;

按照螺紋分：M20～M30;

1.2生產效率：6件/分鐘左右（與繞制的螺套規格，長短有關）;

1.3電動開槽裝置：空載時12000轉/分，負載時9000轉/分;

1.4送線速度：（65～102）m/min;

1.5該設備生產的鋼絲螺套應滿足GJB119-86和Q/WS9? 2012-2014-1997標準對它的要求。航空工業行業標準HB6200～6202-89，鎖緊型鋼絲螺套技術條件和Q/WS92012～2014-1997渦扇九發動機專用鋼絲螺套技術條件。

1.6五軸數控交流伺服電機及其驅動器：

1.6.1送絲電機及其驅動器：SGMJV-08AAA61+SGDV5R5A

1.6.2 凸輪軸電機及其驅動器：SGMGV-30ADA61+SGDV330A

1.6.3轉芯軸電機及其驅動器：SGMJV-08AAA61+SGDV5R5A

1.6.4升降軸電機及其驅動器：SGMJV-04AAA21+SGDV2R8A

1.6.5卷繞軸電機及其驅動器：SGMJV-08AAA21+SGDV5R5A

1.6.6送線輪指令值：±0.01mm～9999.99 mm

1.6.7凸輪轉角指令值：0.1°～359.9°

2? M20～M30大直徑數控全自動繞套機工作原理：

M20～M30大直徑數控全自動繞套機根據所繞制鋼絲螺套的規格，選用合適的前導嘴，送絲輪，中間導板，導絲管和導絲嘴（刻有相應規格的菱形槽子）把他們安置在各自合適的位置上。菱形鋼絲經過放線架主動送絲，經過矯直機構，導絲嘴，之后進入送絲機構，送絲時，先給送絲機構中的電磁鐵通電，將上送絲輪下壓，與下送絲輪夾緊菱形鋼絲。送絲電機旋轉開始送絲，送絲到位后，電磁鐵斷電松開，上送絲輪回升，升降電機工作，帶動絲杠旋轉使卷繞電機及芯軸下降，待芯軸前端卡入菱形絲后，開始鋼絲螺套端部折彎，隨后繞套時，升降卷繞電機按照一定的關系同步旋轉，繞至1.5～2圈時，停止卷繞，此時凸輪電機開始工作，通過滑塊機構帶動電動開槽機構進給開折斷槽，待滿足螺套工藝參數后，開槽機構回退，隨后又開始卷繞，繞至設定的圈數后，升降，卷繞電機反轉，是芯軸退出螺套，接著，電磁鐵通電夾緊菱形鋼絲，送絲電機反轉，使螺套的螺尾部分退回到導絲嘴的出口處，切斷刀進給切斷。此時便結束了一個螺套的繞制工作，反復重復以上動作，就會繞制出大量的鋼絲螺套。待及其調試好后，把程序儲存到電腦中，然后機器啟動，開始自動繞制鋼絲螺套。

2.1矯直機構由四組矯直輪上下兩排對菱形鋼絲進行矯直作用其矯直原理是：矯直輪的位置與菱形鋼絲的運動方向成某種角度在送線動力以及送絲輪的作用下使菱形鋼絲得到壓縮，就會使菱形鋼絲的精度越高，滿足繞套所需精度的菱形鋼絲。

2.2電磁鐵夾緊是利用截流鐵心線圈產生的電磁吸力來操縱機械裝置，以完成預期動作的一種電器，將電能轉換為機械能，當線圈通電后，鐵心和銜鐵被磁化成為極性相反的兩塊磁鐵，他們之間產生磁吸力，當電磁吸力大于彈簧的反作用力時，銜鐵開始向著鐵心方向運動，當電磁吸力小于彈簧的反作用力時，銜鐵將在反作用的作用下返回原來的釋放位置。送絲輪的壓緊就是利用了電磁鐵的作用力對送絲輪產生壓力，當送絲停止時又能自動返回，使得菱形鋼處于自由狀態。

2.3送絲機構動力選用850W的交流伺服電機，保證送絲的精度送絲只送螺套的前端折彎部分，待卷繞螺套時卷繞的動力來自卷繞電機，此時電磁鐵壓緊完全松開，菱形鋼絲處于自由狀態停止送絲。待卷繞好鋼絲螺套后，電磁鐵使送絲輪壓緊菱形鋼絲，以便當送絲電機轉動時使鋼絲螺套尾柄后退至導絲嘴處，切斷刀上前切斷，一個螺套的送絲動作完成。

送絲部分的送絲輪采用四個送絲輪，送絲輪采用正反兩面使用，每個送絲輪上刻有兩種規格的菱形格子，達到有效利用。

2.4升降卷繞機構使用1.5KW的交流伺服電機通過滾珠絲杠從而帶動卷繞裝置運動，上下運動采用直線導軌進行導向，保證了運動的精度。卷繞裝置通過交流伺服電機來驅動卷繞主軸旋轉，卷繞主軸上裝有卷繞芯軸，根據所繞制螺套規格的不同可以選擇相對應的芯軸，為更換方便，用彈簧夾頭（NT30-ER32-70）來裝夾繞套芯軸，保證了芯軸與主軸的同軸度，從而實現繞制鋼絲螺套的需求。

2.5電主軸開槽，空載時12000轉/分，負載時9000轉/分，開鋼絲螺套上的90度V形折斷槽，利用了電主軸的高速度，確保開槽精度已達到要求。

2.6轉芯機構是利用750W的交流伺服電機，通過齒輪傳動旋轉角度和改變方向來驅動導絲嘴的旋轉，從而實現繞制左旋和右旋轉鋼絲螺套的繞制

2.7凸輪機構采用2.9KW的交流伺服電機，通過齒輪傳動驅動4個齒輪軸傳動，各齒輪軸上帶有不同角度的凸輪片，調整凸輪片位置，通過擺臂依次通過滑塊運動，帶動其上的刀具，實現各自的功能，達到繞套的目的。

結束語

M20～M30大直徑數控全自動繞套機填補了國內空白，解決了鋼絲螺套一直以來沒有解決的問題。大規格繞制，生產的鋼絲螺套已被廣泛應用于汽車，航空，航天及專用設備等行業，隨著工業的發展，鋼絲螺套使用越來越廣，該設備市場前景看好。

參考文獻：

[1]徐灝，機械設計手冊第2版，北京，機械工業出版社2000

[2]孫恒，陳作模，機械原理，第5版。北京。高等教育出版社。1995.

[3]高澤遠，王 金主編 機械設計基礎課程設計? 沈陽，東北工學院出版社1987

作者簡介：

劉薇（1982—），工程師，從事專用設備設計研發工作。

（西北機器有限公司，陜西 西安 710119）