作者：常州技術(shù)師范學(xué)院機(jī)械系 劉瀏
A +p}oY ' |amEuKJ 小直徑麻花鉆(Ø1～3mm)的螺旋槽可在專用的磨床——磨槽機(jī)上加工，工人手工上料、夾緊、操作磨槽機(jī)，在高速鋼毛坯上磨削出兩條對(duì)稱螺旋槽。其最大的缺點(diǎn)是生產(chǎn)準(zhǔn)備繁瑣，時(shí)間較長(zhǎng)，Ø1～3mm小直徑麻花鉆規(guī)格很多，直徑、螺旋槽長(zhǎng)度、螺旋線導(dǎo)程、螺旋角不一。鉆頭規(guī)格改變時(shí)，磨槽機(jī)傳動(dòng)絲杠等零部件均需相應(yīng)改變。勞動(dòng)條件差，快節(jié)奏的單調(diào)動(dòng)作、磨削時(shí)產(chǎn)生的巨大噪聲、霧化的磨削液等都對(duì)操作工人的健康不利。為此，某廠委托我們對(duì)該磨槽機(jī)進(jìn)行數(shù)控改造，實(shí)現(xiàn)柔性加工、提高生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件。
"Vh(%N`6 936t6K& 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(jī)的動(dòng)作程序?yàn)椋荷狭稀鷬A緊→磨一條螺旋槽→分度→磨另一條螺旋槽→下料，均由步進(jìn)電機(jī)控制完成。
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zbnQCLs 磨槽機(jī)的結(jié)構(gòu)
< (iOzn MVCCh+,GI 磨槽機(jī)由工作臺(tái)料斗與砂輪架兩部分組成。
NUU}8a(K e p^0Cd/ 1 工作臺(tái)料斗結(jié)構(gòu)
I@\{6hw u-W=~EO5# 工作臺(tái)料斗的作用是裝夾毛坯和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料，并使其形成螺旋線運(yùn)動(dòng)。自動(dòng)上下料是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)參照了加工中心自動(dòng)換刀裝置。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意如圖1所示，主軸安放在工作臺(tái)上，工作臺(tái)安裝在矩形貼塑導(dǎo)軌上。由步進(jìn)電機(jī)1通過(guò)撓性膜片聯(lián)軸器連接滾珠絲杠副，驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)直線運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)2通過(guò)同步齒形帶驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)1與步進(jìn)電機(jī)2協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，可形成任意導(dǎo)程的螺旋線。
P-mrH \uaJw\EZ 圖1 工作臺(tái)料斗結(jié)構(gòu)示意圖
4S=lO?\"A $DVy$)a!u 步進(jìn)電機(jī)4與齒輪齒條(頂針)機(jī)構(gòu)結(jié)合，可適應(yīng)不同的鉆頭長(zhǎng)度。
:K~7BJ(HO #=tWC xf= 具體的裝夾過(guò)程如下：
c1/x,1LnMf A1_x^s 1) 步進(jìn)電機(jī)1工作力矩很大，帶動(dòng)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。
%{{#Q]]& 8%"e-chd 2) 加工第1個(gè)工件時(shí)，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(jìn)電機(jī)4通過(guò)齒輪齒條驅(qū)動(dòng)頂針推動(dòng)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(dòng)下一個(gè)毛坯。彈簧夾頭夾緊長(zhǎng)度為10mm。鉆頭直徑為Ø1～3mm，為保證上下料動(dòng)作可靠，料斗引導(dǎo)部分設(shè)計(jì)成可調(diào)。
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Bb o* 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(dòng)作完成。
gXQ)\MY 4EK[gM 8 2 砂輪架結(jié)構(gòu)
-bE|FFU M~6I-HexT| 砂輪架結(jié)構(gòu)的作用主要是安裝砂輪，實(shí)現(xiàn)對(duì)麻花鉆螺旋槽的磨削，由異步電機(jī)、平臺(tái)、砂輪支架、滾珠絲杠副等組成，其示意圖見圖2。
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SI" X}y YBf/R` 圖2 砂輪架示意圖
]'G7(Y\)f ,?qS#B+> 工作時(shí)，砂輪由異步電機(jī)通過(guò)V帶傳動(dòng)，功率約1kW，靠異步電機(jī)的自重張緊V帶輪。國(guó)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(jìn)電機(jī)3通過(guò)撓性膜片聯(lián)軸器連接滾珠絲杠副，使砂輪上下微動(dòng)(設(shè)有平衡重，未畫出)實(shí)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。
x#^kv) *v9G# [ gG 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(jì)時(shí)，將砂輪支架以上作為砂輪架整體放置于圖2所示平臺(tái)上，使砂輪磨削面與毛坯軸線的夾角b可手工調(diào)節(jié)。
