絲錐磨床三角套筒的工藝分析
2022-5-9 來源： 西北機器有限公司 作者：韓曉妮
摘要: 10 mm 半自動數(shù)控絲錐磨床適合磨削各種標(biāo)準(zhǔn)三角螺紋的絲錐，也可以磨削螺紋塞規(guī)及其他同類型的公制螺紋制品。適合用于固定產(chǎn)品類型的大批量的生產(chǎn)，具有極高的生產(chǎn)率。
關(guān)鍵詞: 絲錐磨床; 三角套筒; 生產(chǎn)加工; 工藝
1、絲錐磨床主要結(jié)構(gòu)及工作原理
本機床由床身、工作臺、砂輪座、砂輪箱、尾架、傳動裝置、自動進給和自動補償機構(gòu)、砂輪修正器、電器設(shè)備、油箱、冷卻箱等部分組成。
1) 床身呈方形，機床各主要部分均安裝在床身上。在床身上有縱橫 2 條導(dǎo)軌前面導(dǎo)軌系和床身鑄為一體，工作臺裝在上面，2 根橫導(dǎo)軌是固定在床身上的，平導(dǎo)軌及 V 型導(dǎo)軌上均放置帶有滾柱的保持架，砂輪座放在上面，可輕便地沿著滾動導(dǎo)軌前后移動。
2) 工作臺與床身上分別安裝 2 條交叉滾柱導(dǎo)軌，在其上部也有 2 條導(dǎo)軌，尾架就放在上面，縱向進給絲杠，固定在工作臺上，而螺母座是固定在床身上的。工作臺的縱向移動是通過左端帶減速機的伺服電機通過 1 對齒輪傳到絲杠，帶動工作臺縱向往復(fù)移動。
3) 砂輪座放置在機身的橫導(dǎo)軌上，砂輪座后端安裝有砂輪座進給伺服電機，完成砂輪座自動橫向進給機構(gòu)和自動補償，砂輪座進給絲母安裝砂輪座并底部固定在床身上。砂輪座快進時，在帶減速器的進給伺服電機控制下，快速推動其進給5 mm。
4) 砂輪箱用 4 個螺釘固定在砂輪座上，砂輪座上的定心塊剛好鑲?cè)肷拜喯渖习既氲纳刃尾蹆?nèi)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)砂輪箱頂住絲杠時，撥塊便帶動砂輪箱上下移動，使之圍繞定心塊的中心轉(zhuǎn)一角度，使砂輪軸傾斜，其角度值應(yīng)根據(jù)磨制不同螺紋的螺距及中徑所計算出螺紋升角來調(diào)節(jié)砂輪軸的傾斜角度。砂輪軸的轉(zhuǎn)動由裝在砂輪座上的高度平衡的電機帶動，轉(zhuǎn)速通過調(diào)節(jié)皮帶輪的皮帶所在槽的不同位置來實現(xiàn)。
5) 尾架主要由下滑座、上滑座，以及三角套筒組成，下滑座是下底面的 2 條導(dǎo)軌與工作臺上的導(dǎo)軌配合，旋轉(zhuǎn)手柄便可由偏心軸等零件夾緊。手柄為保證尾座頂尖與工作臺頂尖水平方向同心的調(diào)節(jié)作用，刻度值為 0.005 mm，調(diào)節(jié)后由螺母緊固。拆卸頂 尖 時，需 要 旋 轉(zhuǎn) 手 把，使 之 靠 近 頂 尖，扳 動 手 柄即可。
6) 橫向進給機構(gòu)和自動補償機構(gòu)。本部件安裝在機床橫導(dǎo)軌的中部，砂輪座橫向進給絲杠與進給伺服電機直連，完成砂輪座自動橫向進給機構(gòu)和自動補償，為砂輪箱的進給之用。工作時，砂輪座快速推進 5 mm 后，砂輪箱的進給伺服電機按計算機設(shè)定的進給量進給。當(dāng)砂輪修整時，砂輪修正器在砂輪修正伺服電機驅(qū)動下，使托板前進一個修整量，同時，在計算機控制下，在橫向伺服電機驅(qū)動下，使砂輪座前進相應(yīng)的距離，此距離與砂輪的修整量一致，因而砂輪座得到補償，即砂輪修整后，不需再對刀。補償準(zhǔn)確與否還與金剛筆鋒利程度、砂輪等因素有關(guān)。調(diào)整砂輪修整量通過計算機設(shè)定參數(shù)，其 修 整 量 為0. 01、0．02、0．03 mm。7) 砂輪修整器。本部件固定在砂輪座上。修整時由油缸移動拉桿，帶動金剛筆夾具回轉(zhuǎn)，從而達到修整作用。砂輪修整器中心和砂輪厚度中心的對準(zhǔn)由固定在鑲條上的螺釘來調(diào)節(jié)。行程開關(guān)是用來使修整器往復(fù)及停止用的。砂輪修整的角度由刻度尺示出。當(dāng)?shù)鬃系暮诳叹€對準(zhǔn)刻度尺上的 60°刻線時，則修出的砂輪角度為 60°，當(dāng)?shù)鬃系募t刻線對準(zhǔn) 55°刻線時，則修出的砂輪角度為 55°。
2、三角套筒工藝
1) 此三角套筒為絲錐磨床的關(guān)鍵零件，也為易損件。零件材料特殊，主要加工面的精度要求及粗燥度要求比較高，對毛坯要求經(jīng)過鍛造、正火處理，零件加工過程中容易變形。技術(shù)要求及參數(shù): ①三角套筒3個面 A、B、C、三面及 1 號錐度孔滲碳淬火 HＲC59 滲碳厚度 1．0 ～ 1．2。②平磨 A、B、C的粗燥度達 8 級以上，且 A、B、C 面度平面度允差 0.005。③莫氏錐孔中心線對平磨 A、B、C 的不 平 行 度 允 差 0.010 /100。④莫氏錐孔中心線與三角形 A、B 面的不對稱性允 0． 2。2) 材料分析，此零件材料為 20 Cr，直徑 Φ80，長 152 mm。材料為低淬透性滲碳合金鋼，碳 C: 0．18 ～ 0．24; 硅 Si: 0．17 ～0．37; 錳 Mn: 0．50 ～ 0．80; 鉻 Cr: 0.70 ～ 1．00。該鋼淬火、低溫回火后具有良好的綜合力學(xué)性能，低溫沖擊韌良好，正火范圍:溫度 920 ℃ ～ 950 ℃，硬度 156 ～ 179 HBS，20 Cr 回火脆性不明顯，滲碳時鋼的晶粒有長大傾向，所以要求二次淬火，以提高心部韌性，不宜降溫淬火，該材料較好的淬透性，中等強度的韌性。經(jīng)過滲碳淬火表面強化處理后，會獲得細(xì)針狀回火馬氏體，硬度為 58 ～ 40 HＲC，為了提高表面耐磨性，需要進行滲碳處理，然后再進行淬火和低溫回火，從而保證表面具有很高硬度和高耐磨性，而心部具有良好的韌性。
3、工藝流程
①鍛件毛坯放加工量。② 正火處理 920 ℃ ～ 950 ℃。③裝夾定位，將工件固定在銑床上，保證底面與床面平整，銑36 上面，放加工量 2 ～ 2．5 mm，銑 47 兩面按 51 做，銑長短 152按 157 做，均達粗糙度 6．3，銑 A、B、C 各面放加工量 0．5 mm。④夾搞正: 鉆莫氏 1 號錐孔按 Φ9 鉆通，與各面平行允差不大于0．1 mm; 鏜鉸莫氏 1 號錐孔留量 0．1 ～ 0．15 mm，達粗燥度 7級; 考慮左端面有 2．5 mm 留量，嚴(yán)格控制錐孔大端尺寸，考慮各面留量。⑤表面滲碳處理: 孔表面不允許有坑點，滲碳前將孔清理干凈。⑥鉆鉸莫氏 1 號錐孔留研量 0．04 ～ 0．05 mm，粗糙度達 7 級，( 按錐度按錐度 1∶20．047) 考慮左端留有 2．5 mm加工量。⑦劃線。⑧以錐孔定位，銑 36 上面，47 兩面各放磨量 0．2 ～ 0．25 mm，銑 152 右端面成，粗燥度達 5 級 ( 考慮左端面放量 2 ～ 2．5) 銑 12 槽及 0．5 凹臺成，12 + 0.2按 12 + 0．05做，均達粗糙度 5 級，倒角加深留量。⑨ 夾搞正: 以錐孔定位，車 152 左端面放量 0．3 ～ 0．4 mm ，車 Φ28 外圓留量 0．8 ～ 1 mm，車臺肩面及槽成?，伂娦薰庥疑隙舜衷锒?6 級銑面，12 + 0．2按 12 + 0．1做，去毛刺，棱角。瑏瑡以錐孔定位，鏜 Φ17 孔 臺 成?，伂?淬 火HＲC52?，伂嵰藻F孔為基準(zhǔn)，搞正，磨 A、B、C 各面，留精磨量0． 2 ～ 0． 25 mm。瑏瑤定性 120 ± 10℃ 24 h。瑏瑥以錐孔定位，車Φ28 外圓及粗燥度 7 級端面成。瑏瑦研錐孔成。瑏瑧以錐孔為基準(zhǔn)，精磨 A、B、C 面成。瑏瑨去毛刺，棱角 砂光 36 上端粗燥度 6級面及槽成。
4 、專用工具
鏜床將莫氏一號錐孔及 Φ17 孔先按 Φ9 鉆通，留加工量0. 1 ～ 0．15 mm，待滲碳后鉆鉸錐孔留研量 0．04 ～ 0．05 mm，最后用研磨芯子研錐孔成。錐度芯子 ZF286 － 132，將錐度芯子裝入莫氏一號錐孔內(nèi)，搞外端外圓與 A、B、C 三面平行，保證了零件精度要求。
5、結(jié)語
經(jīng)過小批量試制和裝配試車，此工藝流程的編制和專用工具合理可行，解決了產(chǎn)品零件加工過程的變形、易損問題，保證了加工后的尺寸精度及粗燥度要求，滿足了零件質(zhì)量要求和裝配需求，圓滿地解決了國產(chǎn)化自制件代替進口件的研發(fā)任務(wù)，節(jié)約了生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)周期，為研發(fā)類似的產(chǎn)品提供了詳細(xì)的參考。
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