淺析牛頭刨床的雙向刨削結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2016-9-6 來源：新余鋼鐵集團(tuán)第一設(shè)備檢修廠 作者：劉 艷 劉 梅
摘 要:傳統(tǒng)的牛頭刨床因其回程為空行程,切削速度和切削力均不恒定,故切削效率低,加工精度不高。本次設(shè)計(jì)對(duì)牛頭刨床的刀架進(jìn)行改進(jìn),并用液壓驅(qū)動(dòng),可以實(shí)現(xiàn)刨床的雙向、勻速刨削加工,提高加工效率和精度。
關(guān)鍵詞: 牛頭刨床; 雙向刨削; 液壓; 平穩(wěn)
0、引言
在實(shí)際生產(chǎn)中,刨削加工所占比重逐漸減少,主要因?yàn)閭鹘y(tǒng)的牛頭刨床回程為空行程,耗時(shí)耗能。經(jīng)過作者改進(jìn)后的刀架結(jié)構(gòu)依然利用原有刀具技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙向加工,有效地避免了回程時(shí)的浪費(fèi),在原有基礎(chǔ)上效率提高1 倍以上。此時(shí)傳統(tǒng)牛頭刨床采用的具有慢進(jìn)快退的滑塊搖桿機(jī)構(gòu)已不再適合,經(jīng)對(duì)比研究,作者采用改進(jìn)后液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力,降低油溫,減小換向沖擊,實(shí)現(xiàn)了勻速、恒力的刨削加工,降低能耗,給社會(huì)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。
本設(shè)計(jì)主要有兩大創(chuàng)新點(diǎn):①在刀具不做較大改進(jìn),使用現(xiàn)有刀具技術(shù)的情況下,改變刀架結(jié)構(gòu),在刀架的兩測各裝1把刨刀,實(shí)現(xiàn)雙向刨削加工。②采用液壓傳動(dòng),平穩(wěn)換向,為加工提供了穩(wěn)定、勻速的切削環(huán)境。
1、刀架的雙面創(chuàng)新設(shè)計(jì)
在刨刀刀架兩側(cè)各裝1 把刨刀,雙刀交替工作,王鳳蘭等[1] 曾設(shè)計(jì)出雙向刨削刀架,但這種刀架設(shè)計(jì)只是簡單實(shí)現(xiàn)雙刀的交替式刨削,兩刀的相對(duì)位置無法調(diào)節(jié),交替刨削中兩刀受力不等,刨削深度較大的刨刀磨損更快,影響工件表面質(zhì)量和加工穩(wěn)定性;凸輪機(jī)構(gòu)抬刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜。設(shè)計(jì)思路如圖1所示。
圖1 雙向刨削牛頭刨床刀架設(shè)計(jì)方案
本設(shè)計(jì)中兩刀架分別采用鉸鏈連接,獨(dú)立交替工作。進(jìn)程中刀架2 背面與主刀架完全貼合,鉸鏈?zhǔn)芰^小,工作更加穩(wěn)定。刀架1 由彈簧彈起,結(jié)構(gòu)簡單且不劃傷工件表面。同理:回程中刨刀1 工作,刨刀2 由彈簧彈起,兩刀獨(dú)立交替實(shí)現(xiàn)連續(xù)刨削加工。
調(diào)整螺栓可以單獨(dú)調(diào)節(jié)刀架2 的升降。在刀具安裝時(shí)取下彈簧,兩刀安裝緊固后,使之背部完全與主刀架貼合,通過調(diào)整螺栓微調(diào)刀架2 的高度,使兩刀保持相等高度。
2、液壓雙向驅(qū)動(dòng)
不管是滑塊搖桿機(jī)構(gòu),還是其他四桿機(jī)構(gòu)的演化形式,都不能把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)、勻速的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。齒輪齒條機(jī)構(gòu)雖可以實(shí)現(xiàn),但由于刨削加工切削沖擊力很大,即使采用巨型齒也很難保證長期穩(wěn)定的運(yùn)行。由于嚙合間隙的存在,在換向時(shí)對(duì)齒牙也有一定的損害,若采用斜齒輪,雖可有效減少嚙合間隙,減少震動(dòng),但生產(chǎn)成本會(huì)大大增加。綜合對(duì)比分析:液壓系統(tǒng)是較好的選擇,在目前的刨床中也有較多使用。不僅可以實(shí)現(xiàn)勻速、穩(wěn)定的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),而且結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)。
本次雙向刨削機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),由液壓傳動(dòng),實(shí)現(xiàn)雙向恒力運(yùn)動(dòng),達(dá)到無極變速的效果,擴(kuò)寬了調(diào)速范圍,并對(duì)油路進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),平穩(wěn)換向。
據(jù)調(diào)查,B690 等液壓牛頭刨床存在油溫高,換向沖擊大等缺點(diǎn)。本方案設(shè)計(jì)采用容積調(diào)速,最大限度地減少了能量損失,降低了油溫;消除了過高的背壓,換向瞬間油泵改變流量大小,減少了水錘現(xiàn)象,從而減小了換向沖擊。
在工作進(jìn)程中,要注意以下問題:①液壓變量泵的換向要迅速,能減少能量損失。②各個(gè)滑閥須至極限位置,否則易出現(xiàn)故障。③封閉式油路一旦進(jìn)入空氣不易排出,須有排氣裝置。④操縱閥、開停制動(dòng)閥、安全閥等最好集中在一個(gè)操縱版上。⑤開停制動(dòng)閥的最大流量為變量泵的最大排油量,操縱閥的最大流量為齒輪泵的最大排油量,行程閥及順序閥的最大流量為變量泵公稱流量。
3、結(jié)語
雙向刨削牛頭刨床的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案對(duì)刀架和液壓油路進(jìn)行改進(jìn),較為全面地闡述了本次設(shè)計(jì)思路,為雙向牛頭刨床的設(shè)計(jì)制造提供了新的思路和理論依據(jù)。實(shí)現(xiàn)了牛頭刨床的高效、節(jié)能、平穩(wěn)加工,一旦投入生產(chǎn)使用,可節(jié)省大量能源,帶來良好社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn):
[1] 王鳳蘭,沙玉章. 雙向刨削牛頭刨床的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì),2007(11).
[2] 左健民. 液壓與氣壓傳動(dòng)[ M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011(6).
[3] 韓慧仙. 液壓系統(tǒng)裝配與調(diào)試[ M]. 北京:北京理工大學(xué)出版社,2011(7).
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