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圖 2 編 碼 器 的 使 用 腰 形 孔 銑 床 的 設 計 與 制 造 焦 文 祥 , 丁 勇 , 宋 紅 巖 ( 哈 爾 濱 鍋 爐 廠 有 限 責 任 公 司 , 哈 爾 濱 1 5 0 0 4 6 ) 1 引 言 我 公 司 生 產(chǎn) 的 3 0 0 6 0 0 M W 及 6 0 0 M W 、 1 0 0 0 M W 超 超 臨 界 燃 燒 器 , 每 只 燃 燒 器 管 屏 大 角 鋼 上 分 布 數(shù) 量 大 約 1 0 0 個 腰 形 孔 , 規(guī) 格 為 2 8 m m 6 0 . 5 m m 或 2 8 m m 5 4 m m 。 由 于 沒 有 專 用 設 備 , 一 直 在 1 2 5 鏜 床 上 加 工 , 效 率 很 低 且 容 易 造 成 設 備 損 壞 。 為 此 我 們 設 計 制 造 了 一 臺 專 用 設 備 腰 形 孔 銑 床 。 2 腰 形 孔 銑 床 原 理 簡 介 如 圖 1 , 腰 形 孔 銑 床 專 用 來 加 工 鍋 爐 燃 燒 器 管 屏 大 角 鋼 上 的 腰 形 孔 , 該 設 備 是 用 廢 棄 的 C 6 2 0 - 1 車 床 床 身 作 為 基 礎 部 件 改 造 的 一 臺 能 自 動 加 工 腰 形 孔 的 動 力 設 備 , 配 備 相 應 的 刀 具 , 可 以 實 現(xiàn) 不 用 預 先 劃 線 、 鉆 孔 , 利 用 脈 沖 編 碼 器 和 計 數(shù) 裝 置 自 動 鉆 孔 、 銑 腰 形 孔 , 長 度 可 以 根 據(jù) 工 件 圖 紙 隨 時 設 定 。 3 動 力 頭 的 選 用 根 據(jù) 工 件 的 特 點 , 需 銑 削 厚 度 為 2 0 m m 、 寬 度 為 2 8 m m 的 角 鋼 , 銑 刀 選 用 !2 8 m m 的 莫 氏 錐 柄 粗 齒 立 銑 刀 ( 3 個 齒 ) , 粗 略 估 計 進 給 量 為 2 0 - 4 0 m m / m i n , 主 軸 速 度 為 1 1 8 - 2 6 5 r / m i n , 按 最 大 值 計 算 , 則 每 齒 進 給 量 為 f z = ( 4 0 m m / m i n ) /( 2 6 5 r / m i n ) / 3 齒 = 0 . 1 5 m m / r / 齒 , 再 根 據(jù) 銑 刀 耐 用 度 及 修 正 系 數(shù) 等 參 數(shù) , 計 算 出 動 力 頭 的 功 率 為 1 . 9 k W , 考 慮 到 以 后 產(chǎn) 品 材 料 硬 度 及 工 件 的 改 型 等 原 因 , 我 們 保 留 了 一 定 的 功 率 裕 量 , 選 用 X D 2 4 4 3 - A 銑 削 動 力 頭 ( 見 圖 1 ) , 功 率 為 3 k W , 有 適 合 鉆 底 孔 和 銑 削 寬 2 8 m m 、 厚 2 0 m m 的 腰 形 孔 的 主 軸 轉(zhuǎn) 速 。 此 型 號 銑 削 動 力 頭 外 觀 緊 湊 小 巧 , 操 作 簡 便 。 4 進 給 動 力 部 分 的 設 計 4 . 1 電 機 及 減 速 器 的 選 用 空 行 程 快 速 移 動 速 度 初 選 為 1 2 0 0 1 5 0 0 m m / m i n , 使 用 其 它 機 床 替 換 下 來 的 舊 絲 杠 , 絲 杠 的 螺 距 為 1 0 m m 。 進 給 動 力 源 采 用 B W Y 1 5 - 1 1 - 2 . 2 k W 擺 線 針 輪 減 速 器 , 其 減 速 比 為 1 1 1 , 電 機 轉(zhuǎn) 速 為 1 4 7 0 r / m i n , 則 拖 板 的 實 際 速 度 為 1 3 3 6 m m / m i n , 經(jīng) 過 計 算 , 電 機 功 率 2 . 2 k W 比 較 適 合 , 并 且 有 一 定 的 功 率 裕 量 。 4 . 2 變 速 裝 置 的 選 用 進 給 量 取 最 小 值 2 0 m m / m i n , 考 慮 到 進 給 速 度 與 機 床 的 剛 度 、 導 軌 定 位 型 式 和 主 軸 轉(zhuǎn) 速 有 關 系 , 采 用 了 進 給 變 頻 調(diào) 速 方 式 。 普 通 變 頻 器 的 工 作 特 點 是 速 度 降 低 時 功 率 也 跟 著 降 低 , 不 適 合 本 機 床 速 度 高 時 功 率 低 、 速 度 低 時 功 率 高 的 特 點 。 變 頻 器 采 用 施 耐 德 的 磁 通 矢 量 控 制 變 頻 器 , 此 變 頻 器 的 特 點 是 在 低 速 下 實 現(xiàn) 高 轉(zhuǎn) 矩 輸 出 , 即 接 近 恒 功 率 輸 出 , 適 合 此 機 床 需 要 兩 個 差 別 較 大 速 度 工 作 的 特 點 , 這 是 普 通 變 頻 器 實 現(xiàn) 不 了 的 , 通 過 它 可 以 控 制 傳 動 裝 置 使 拖 板 運 動 達 到 快 速 運 動 和 自 動 走 刀 速 度 。 4 . 3 編 碼 器 及 計 數(shù) 裝 置 的 采 用 為 了 實 現(xiàn) 自 動 功 能 , 我 們 加 裝 了 脈 沖 編 碼 器 ( 見 圖 2 ) 和 計 數(shù) 器 , 裝 在 絲 杠 上 的 編 碼 器 發(fā) 出 脈 沖 、 計 數(shù) 器 計 數(shù) 控 制 電 機 按 要 求 運 轉(zhuǎn) , 即 按 設 定 的 自 動 程 序 實 現(xiàn) 自 動 控 制 : 工 件 固 定 - 手 動 鉆 孔 ( 第 一 個 孔 的 位 置 需 要 手 動 對 刀 ) - 停 止 - 銑 腰 形 孔 到 規(guī) 定 長 度 - 等 待 ( 手 動 退 刀 ) - 行 進 到 下 一 腰 形 孔 的 起 始 位 置 - 停 止 ( 手 動 鉆 孔 ) , 而 一 些 不 規(guī) 則 的 工 件 可 以 用 手 動 完 成 上 述 步 驟 。 1 4 7 機 械 工 程 師 2 0 0 7 年 第 8 期 摘 要 : 論 述 了 腰 形 孔 銑 床 的 工 作 原 理 及 設 計 、 制 造 過 程 , 為 同 類 產(chǎn) 品 的 設 計 提 供 了 可 參 考 的 設 計 參 數(shù) 和 實 際 經(jīng) 驗 。 關 鍵 詞 : 腰 形 孔 銑 床 ; 設 計 ; 制 造 ; 設 計 參 數(shù) ; 實 踐 經(jīng) 驗 中 圖 分 類 號 : T G 5 4 文 獻 標 識 碼 : B 文 章 編 號 : 1 0 0 2 - 2 3 3 3 ( 2 0 0 7 ) 0 8 - 0 1 4 7 - 0 2 圖 1 腰 型 孔 銑 床 外 觀 P 經(jīng) 驗 借 鑒 P R A C T I C A L E X P E R I E N C E !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!! 5 床 身 和 拖 板 的 設 計 5 . 1 床 身 的 設 計 床 身 用 廢 棄 的 C 6 2 0 - 1 車 床 床 身 進 行 改 造 , 由 于 床 頭 部 分 沒 有 導 軌 , 需 要 把 床 頭 部 分 刨 削 掉 , 再 用 螺 釘 、 定 位 銷 及 粘 接 劑 鑲 鑄 鐵 板 , 按 導 軌 型 式 刨 削 成 形 , 然 后 精 磨 導 軌 并 表 面 淬 火 , 使 其 達 到 較 高 的 精 度 和 較 長 的 使 用 壽 命 。 5 . 2 拖 板 的 設 計 拖 板 采 用 鑄 鐵 材 質(zhì) , 考 慮 到 拖 板 太 寬 影 響 拖 板 行 程 , 拖 板 太 窄 定 位 不 好 , 我 們 取 的 中 間 值 3 5 0 m m 寬 , 并 用 兩 個 壓 板 及 一 個 鑲 條 定 位 , 來 增 加 其 穩(wěn) 定 性 , 并 設 計 油 毛 氈 壓 板 阻 擋 灰 塵 和 鐵 屑 進 入 。 6 其 余 機 械 裝 置 的 設 計 6 . 1 消 隙 絲 母 的 采 用 為 了 傳 動 準 確 及 避 免 振 動 , 采 用 可 調(diào) 間 隙 的 絲 杠 絲 母 副 , 絲 母 副 磨 損 后 可 以 進 行 補 償 , 所 以 該 機 床 加 工 精 度 較 高 , 適 合 數(shù) 控 自 動 加 工 。 6 . 2 安 全 保 護 裝 置 ( 1 ) 超 程 保 護 裝 置 機 床 還 具 有 安 全 保 護 裝 置 , 行 程 終 端 不 但 有 接 近 開 關 作 為 極 限 限 位 器 , 還 有 超 程 死 擋 鐵 , 萬 一 超 程 工 作 , 死 擋 鐵 的 作 用 力 會 使 過 載 保 護 裝 置 起 作 用 。 ( 2 ) 過 載 保 護 裝 置 絲 杠 與 減 速 器 的 聯(lián) 軸 器 設 有 起 保 險 作 用 的 安 全 銷 , 此 安 全 銷 既 能 傳 遞 足 夠 動 力 又 能 用 來 在 動 力 頭 非 正 常 工 作 時 ( 如 過 載 ) 保 護 動 力 裝 置 不 被 破 壞 。 6 . 3 潤 滑 和 冷 卻 系 統(tǒng) 為 了 減 緩 磨 損 , 在 各 個 需 要 潤 滑 的 配 合 點 均 有 注 油 杯 和 油 槽 分 布 。 另 外 加 工 時 刀 具 需 要 冷 卻 和 潤 滑 , 該 機 床 采 用 了 冷 卻 電 泵 和 冷 卻 液 箱 、 冷 卻 液 管 、 冷 卻 液 回 收 系 統(tǒng) 。 潤 滑 和 冷 卻 系 統(tǒng) 使 機 床 耐 用 、 工 作 穩(wěn) 定 。 7 結 語 該 腰 形 孔 銑 床 在 生 廠 實 踐 中 經(jīng) 受 住 了 考 驗 , 能 夠 保 質(zhì) 保 量 完 成 生 產(chǎn) 任 務 , 為 1 2 5 鏜 床 減 輕 了 負 擔 , 避 免 了 由 于 1 2 5 鏜 床 設 備 負 荷 高 造 成 損 壞 的 問 題 , 也 不 再 影 響 其 它 產(chǎn) 品 的 正 常 加 工 , 滿 足 車 間 生 產(chǎn) 制 造 計 劃 周 期 要 求 , 為 公 司 解 決 了 一 項 難 題 。 ( 編 輯 啟 迪 ) 作 者 簡 介 : 焦 文 祥 ( 1 9 7 4 - ) , 工 程 師 , 主 要 從 事 金 屬 切 削 設 備 與 非 標 準 設 備 的 大 修 服 務 與 改 造 工 作 。 收 稿 日 期 : 2 0 0 7 - 0 6 - 0 7 活 塞 桿 彎 曲 變 形 的 應 對 措 施 劉 勁 松 ( 襄 樊 職 業(yè) 技 術 學 院 機 電 工 程 系 , 湖 北 襄 樊 4 4 1 0 5 0 ) 1 引 言 通 常 長 徑 比 l / d 2 5 的 桿 件 , 稱 為 細 長 軸 。 細 長 軸 的 剛 性 較 差 , 極 易 產(chǎn) 生 彎 曲 變 形 。 往 復 式 壓 縮 機 活 塞 桿 就 屬 于 此 類 桿 件 。 本 文 結 合 生 產(chǎn) 實 際 , 介 紹 減 小 活 塞 桿 彎 曲 變 形 的 機 加 工 措 施 。 2 減 小 變 形 措 施 2 . 1 控 制 工 序 尺 寸 , 合 理 分 配 余 量 , 注 意 鍛 坯 選 擇 ( 1 ) 工 序 加 工 余 量 是 指 某 一 表 面 在 一 道 工 序 中 所 切 除 的 金 屬 層 厚 度 , 它 是 前 道 工 序 尺 寸 與 后 道 工 序 尺 寸 之 差 。 前 道 工 序 尺 寸 偏 大 , 會 造 成 后 道 工 序 加 工 余 量 過 大 , 切 削 力 較 大 , 工 件 容 易 彎 曲 ; 前 道 工 序 尺 寸 偏 小 , 則 后 道 工 序 不 能 消 除 前 道 工 序 誤 差 及 表 面 缺 陷 。 因 此 , 必 須 嚴 格 控 制 好 各 工 序 尺 寸 以 便 減 小 細 長 軸 彎 曲 。 ( 2 ) 毛 坯 尺 寸 直 接 影 響 粗 加 工 余 量 。 因 活 塞 桿 是 壓 縮 機 上 關 鍵 配 件 , 機 械 性 能 要 求 較 高 , 所 以 毛 坯 選 擇 為 鍛 坯 , 控 制 好 活 塞 桿 鍛 造 尺 寸 , 能 減 小 粗 車 加 工 余 量 。 并 注 意 鍛 坯 形 狀 盡 量 和 成 品 形 狀 接 近 , 鍛 坯 各 部 分 尺 寸 盡 量 接 近 成 品 尺 寸 。 2 . 2 選 擇 正 確 車 削 方 法 針 對 活 塞 桿 這 一 細 長 軸 特 點 , 現(xiàn) 在 多 采 用 大 進 給 量 、 反 向 切 削 的 方 法 以 消 除 切 削 力 所 引 起 的 彎 曲 變 形 。 但 采 用 此 法 , 應 對 工 件 裝 夾 方 法 、 刀 具 、 夾 具 等 方 面 作 相 應 的 改 進 。 ( 1 ) 改 進 工 件 的 裝 夾 方 法 為 了 提 高 工 藝 系 統(tǒng) 的 剛 性 , 減 少 彎 曲 變 形 的 影 響 , 活 塞 桿 的 加 工 在 機 床 上 宜 采 用 一 端 用 卡 盤 支 夾 , 另 一 端 用 頂 尖 支 承 的 安 裝 方 式 。 將 中 心 架 直 接 裝 在 活 塞 桿 中 間 , 可 使 l / d 值 減 小 1 摘 要 : 減 少 細 長 軸 加 工 時 的 彎 曲 變 形 問 題 是 軸 類 零 件 加 工 中 的 一 個 瓶 頸 。 文 中 通 過 分 析 往 復 式 壓 縮 機 上 的 關 鍵 部 件 活 塞 桿 的 加 工 特 點 , 提 出 了 解 決 該 問 題 的 機 加 工 措 施 , 并 應 用 于 生 產(chǎn) , 取 得 了 良 好 效 果 。 關 鍵 詞 : 活 塞 桿 ; 彎 曲 變 形 ; 車 削 ; 磨 削 ; 措 施 中 圖 分 類 號 : T H 1 6 1 . 5 文 獻 標 識 碼 : B 文 章 編 號 : 1 0 0 2 - 2 3 3 3 ( 2 0 0 7 ) 0 8 - 0 1 4 8 - 0 2 P 經(jīng) 驗 借 鑒 P R A C T I C A L E X P E R I E N C E 1 4 8 機 械 工 程 師 2 0 0 7 年 第 8 期