摘要：2H637 臺面鏜床是原蘇聯克魯明機床廠生產研制的，該機床是我廠的重點設備，多年來承擔著機架，軸承座的加工工作，由于機床老化，故障頻發，特別是夾刀機構的故障率極高，嚴重影響了機床的正常運轉，隨著生產任務量的日益加大，該機床已不能跟上生產的步伐，所以我廠決定對其夾刀機構進行改造，以便能夠滿足生產需求。
1 、存在問題及現狀
由于機床的生產年代較早，工作量大，導致機床經常出現故障，特別是夾刀電機的故障率極高。夾刀電機是原蘇聯產品，價格昂貴；購買困難。幾經維修，本已經達到使用壽命的電機基本無法使用。現夾刀電機待病使用，故障率又高，造成大量停工。
2、 解決措施
經過仔細摸索，決定對本機床的夾刀機構進行改造，取締夾刀電機，將其改造成液壓夾刀機構。
所設計的液壓夾刀機構的工作原理是通過單獨油泵供油，經由電磁換向閥控制油路給方向，實現活塞在液壓缸中前后運動。活塞向前運動，推動拉刀桿克服碟簧阻力向前運動，拉刀桿前端爪部打開，實現松刀。活塞向后運動，碟簧為恢復彈性變形推動拉刀桿向后運動，拉刀桿前端爪部收攏，實現夾刀。
首先做好準備工作，對原夾刀機構進行拆除，查看并測量液壓夾刀所需要的空間。
然后開始研究設計相關的零部件。主要分為夾刀爪，夾刀桿，活塞缸的設計，另外還要根據所需選擇適當的電機，油泵，溢流閥，電磁換向閥等等。
值得注意的是各零部件的材料選擇一定要好，其強度要求較高，否則隨著運動副之間的摩擦將導致零件表面材料的逐漸喪失或遷移，即形成磨損，磨損會影響零件間的效率，降低工作的可靠性，甚至使其提前報廢。因此，在設計時預先考慮如何避免或減輕磨損，以保證達到使用壽命。
2.1 夾刀爪的設計
夾刀爪部分設計為刀套與鋼珠結合的結構。選用6 個φ7.5mm鋼珠，根據鏜桿內徑尺寸的限制，將刀套的外徑尺寸設計為φ47.5-0.02mm，內徑尺寸設計為φ37+0.03mm，加工6 個φ8 的孔時要特別注意，孔的底部是r4 的圓弧，不是直接鉆成φ8 的通孔，這是因為防止鋼珠在自然狀態下掉進刀套內部。刀套底部中心鉆一個φ12 的孔，用來穿螺栓將其與夾刀螺桿連接。
圖1 刀套設計圖
2.2 夾刀桿的設計
選用13 片內徑為φ30 的碟簧，來給松夾刀添加拉緊力。夾刀桿前端加工一個M24×1.5 的外螺紋孔和一個M10 的內螺紋孔，放置碟簧的位置直徑加工為φ30-0.05mm，在碟簧前端放置一個平墊，用背帽擠壓平墊以給碟簧預緊，在夾刀桿后端加工成一個φ24 的光軸，光軸尾部加工成M24×1.5 的螺紋，長75mm。此螺紋用來連接調整螺桿，在確定松夾刀的位置后，調節此螺桿與活塞桿的距離來控制刀套的行程。
2.3 活塞缸的設計
將夾刀電機拆卸后，需要對電機滑座進行加工，將活塞缸固定在電機滑座上。根據液壓原理，對碟簧所需要的推力進行設計，將活塞最大橫截面積的直徑設計為φ95-0.02mm，活塞兩端桿的直徑設計為φ28-0.02mm，缸的外徑設計為φ130-0.02mm，將電機滑座末端內孔加工成φ130+0.03mm，并加工廠相應的把和螺紋孔，將活塞缸與電機滑座進行連接。
根據實際測量與設計要求，需要將鏜桿拆卸進行局部加工。把稍孔后端（原夾刀螺桿的位置）加工出一個放置夾刀套的內孔，并在鏜桿尾部加工出軸承臺和M72×2 的孔螺紋，軸承臺用來安裝定位軸承，孔螺紋用來安裝背帽，對夾刀桿進行背緊固定。電機、油泵、溢流閥及電磁換向閥的選用。根據需要電機選擇功率為1.5kw 的三相異步電動機，油泵選擇型號VP-20-F/A3，溢流閥選擇為Y-10B，電磁換向閥選擇型號為4WE6D-50/AW110R 110V，另外選擇6MP 的壓力表一塊。
2.4 組裝夾刀機構
（1）將碟簧成對套在夾刀桿上，共6 對半，然后放上墊片，用背帽背緊墊片，將碟簧背緊到所需位置。（2）將夾刀桿裝進鏜桿，用背帽將夾刀桿背緊，將調整螺桿安裝到夾刀桿尾部。（3）從鏜桿前端將刀套固定在夾刀桿上。（4）將活塞缸固定到夾刀滑座上，并將滑座固定到床身上。（5）將選好的電機安裝在油箱上，安裝油泵，溢流閥，壓力表，電磁換向閥，并用高壓油管連接到活塞缸上。
圖2 夾刀刀套部分示意圖
2.5 調試
機床送電后，調節溢流閥，控制在適當油量，根據活塞桿的行程，反復調節夾刀桿上的調整螺桿，直到調整到夾刀位置1 與松刀位置2 都合適即可。
3 、結束語
此次改造，夾刀爪部分采用了刀套與鋼珠結合的結構。降低了維修成本，節約資金25000 元，改造完成后，該機床夾刀故障已很好的排除，因此原因造成的停工大幅減少，實現了此次改造的最初目的，現工作狀況良好。
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