作者：常州技術(shù)師范學(xué)院機械系 劉瀏
6]v} 6x^$W ]R 小直徑麻花鉆(Ø1～3mm)的螺旋槽可在專用的磨床——磨槽機上加工，工人手工上料、夾緊、操作磨槽機，在高速鋼毛坯上磨削出兩條對稱螺旋槽。其最大的缺點是生產(chǎn)準(zhǔn)備繁瑣，時間較長，Ø1～3mm小直徑麻花鉆規(guī)格很多，直徑、螺旋槽長度、螺旋線導(dǎo)程、螺旋角不一。鉆頭規(guī)格改變時，磨槽機傳動絲杠等零部件均需相應(yīng)改變。勞動條件差，快節(jié)奏的單調(diào)動作、磨削時產(chǎn)生的巨大噪聲、霧化的磨削液等都對操作工人的健康不利。為此，某廠委托我們對該磨槽機進行數(shù)控改造，實現(xiàn)柔性加工、提高生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件。
?%5VaxWJ DFMpU.BN W 國家標(biāo)準(zhǔn)對螺旋槽并未提出非常高的要求，因此決定采用開環(huán)控制。該磨槽機的動作程序為：上料→夾緊→磨一條螺旋槽→分度→磨另一條螺旋槽→下料，均由步進電機控制完成。
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<>6j>w_| 磨槽機的結(jié)構(gòu)
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磨槽機由工作臺料斗與砂輪架兩部分組成。
#,tT`{u1q 6:5K?Yo 1 工作臺料斗結(jié)構(gòu)
BAQ- 1kSz PCl5,]B} 工作臺料斗的作用是裝夾毛坯和實現(xiàn)自動上下料，并使其形成螺旋線運動。自動上下料是設(shè)計的難點，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計時參照了加工中心自動換刀裝置。結(jié)構(gòu)設(shè)計示意如圖1所示，主軸安放在工作臺上，工作臺安裝在矩形貼塑導(dǎo)軌上。由步進電機1通過撓性膜片聯(lián)軸器連接滾珠絲杠副，驅(qū)動工作臺直線運動。步進電機2通過同步齒形帶驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動。步進電機1與步進電機2協(xié)調(diào)運動，可形成任意導(dǎo)程的螺旋線。
CNN9a 7 ?I=1T. 圖1 工作臺料斗結(jié)構(gòu)示意圖
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步進電機4與齒輪齒條(頂針)機構(gòu)結(jié)合，可適應(yīng)不同的鉆頭長度。
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P 4<Vi`X7[F 具體的裝夾過程如下：
WJq>%<# j*>J1M3E 1) 步進電機1工作力矩很大，帶動主軸后退至固定擋塊處，再繼續(xù)向后，將已處于壓縮狀態(tài)的碟形彈簧繼續(xù)壓縮至適當(dāng)變形，導(dǎo)致彈簧夾頭打開。
u=0O3-\h cUq]PC$| 2) 加工第1個工件時，料斗中的毛坯在自身重力作用下，落于毛坯導(dǎo)管引導(dǎo)槽中。步進電機4通過齒輪齒條驅(qū)動頂針推動毛坯至加工位置，然后并不退回圖1所示頂針位置，而是在圖1所示毛坯位置。其后的裝夾，頂針先將加工后的工件推出，然后退回圖1所示頂針位置，再推動下一個毛坯。彈簧夾頭夾緊長度為10mm。鉆頭直徑為Ø1～3mm，為保證上下料動作可靠，料斗引導(dǎo)部分設(shè)計成可調(diào)。
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/ 3) 主軸前移，與固定擋塊脫離，碟形彈簧的彈力可使彈簧夾頭夾緊毛坯，上料、夾緊動作完成。
}StzhV{GS : {a< ~n` 2 砂輪架結(jié)構(gòu)
pX%:XpC!h gBq Dx|G 砂輪架結(jié)構(gòu)的作用主要是安裝砂輪，實現(xiàn)對麻花鉆螺旋槽的磨削，由異步電機、平臺、砂輪支架、滾珠絲杠副等組成，其示意圖見圖2。
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Z N8j})lE jZ.yt+9 圖2 砂輪架示意圖
dgP e H8_ AQZ<,TE0, 工作時，砂輪由異步電機通過V帶傳動，功率約1kW，靠異步電機的自重張緊V帶輪。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定麻花鉆的螺旋槽底在軸向有一定錐度，要求在磨削中砂輪切深要有變化，這由步進電機3通過撓性膜片聯(lián)軸器連接滾珠絲杠副，使砂輪上下微動(設(shè)有平衡重，未畫出)實現(xiàn)砂輪切深的變化。砂輪支架上的垂直導(dǎo)軌上貼有塑料。
vgeqH[: 4K^cj2 X 如圖2a所示，砂輪面與毛坯軸線有一夾角，即為鉆頭加工后的螺旋角b。不同規(guī)格麻花鉆的螺旋角并不相同，因此，設(shè)計時，將砂輪支架以上作為砂輪架整體放置于圖2所示平臺上，使砂輪磨削面與毛坯軸線的夾角b可手工調(diào)節(jié)。
@JGmOwZ [S'1OR$FQ\ 工作臺料斗結(jié)構(gòu)與砂輪架結(jié)構(gòu)在制造時是彼此獨立的，所以在裝配時需仔細(xì)調(diào)整相互位置關(guān)系。
yv-R<c!' _UV pQ5pN 磨槽機的加工過程
Hf('BagBL OQumA j 1 主軸進至磨削位置，螺旋槽的根部正處于支架中心(見圖1)，與砂輪對齊。磨削時，應(yīng)從螺旋槽的根部向麻花鉆頂部磨削，使細(xì)長毛坯承受拉力。
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