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普通銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙消除機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

發(fā)布日期:2022-09-02 09:45:39  點(diǎn)擊次數(shù):4788

銑床在銑削時(shí),由于進(jìn)給絲杠與螺母之間存在間隙,工作臺(tái)會(huì)沿著銑削過(guò)程移動(dòng),從而導(dǎo)致切削刃磨損,甚至開(kāi)裂。所以銑床需要消除工作臺(tái)的進(jìn)給間隙,從而消除切割現(xiàn)象。可采用兩種方式:銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙消除機(jī)構(gòu)和簡(jiǎn)易消除機(jī)構(gòu)。


1前言


有兩種銑削方法:正向銑削和反向銑削。逆向銑削時(shí),銑刀的切削過(guò)程與工件之間有很強(qiáng)的摩擦力,刀具容易磨損,使加工表面的粗糙度變差。同時(shí),逆銑時(shí)有抬起工件的成分,容易使工件振動(dòng),夾具松動(dòng)。正向銑削時(shí),切入前的銑刀不會(huì)與零件產(chǎn)生摩擦,有利于延長(zhǎng)刀具壽命,降低表面粗糙度值。銑削過(guò)程中向下力的分量將有助于增加工件的夾緊穩(wěn)定性,因此正向銑削被廣泛使用。但由于進(jìn)給絲杠和螺母之間的間隙,銑削時(shí)工作臺(tái)會(huì)移動(dòng),會(huì)造成切削,切削刃會(huì)加速磨損甚至開(kāi)裂。因此,機(jī)床需要通過(guò)消除工作臺(tái)的進(jìn)給間隙來(lái)消除刀具切削現(xiàn)象。到目前為止,消除普通銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙的方法通常有兩種:消除銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙的機(jī)構(gòu)和消除銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙的簡(jiǎn)易機(jī)構(gòu)。下面筆者簡(jiǎn)單介紹兩種方式。

2銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙消除機(jī)構(gòu)


(1)消除銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙的機(jī)構(gòu)概述(見(jiàn)圖1)包括水平滑板、與水平滑板滑動(dòng)連接的工作臺(tái)和傳動(dòng)連接的長(zhǎng)絲杠。水平滑板包括凸塊、與凸塊傳動(dòng)連接的凸輪和殼體。凸輪內(nèi)裝有長(zhǎng)內(nèi)六角螺釘,長(zhǎng)內(nèi)六角螺釘端部裝有齒條,齒條與調(diào)節(jié)螺母?jìng)鲃?dòng)連接。長(zhǎng)絲杠插入調(diào)節(jié)螺母中,內(nèi)螺母設(shè)置在水平滑板中。


外殼上設(shè)有手柄。凸塊外圈的左端面設(shè)有兩個(gè)凹槽,套殼的端面設(shè)有兩個(gè)與凹槽相配合的凸鍵。凸起內(nèi)圈的左端面設(shè)有螺旋面和凹槽,凸輪的右端面設(shè)有螺旋面和凹槽,凸起內(nèi)圈的左端面和凸輪的右端面通過(guò)螺旋面相互配合。凸輪左部外圓有一條直槽,直槽內(nèi)有一個(gè)短圓柱銷。凸輪內(nèi)有螺紋孔和臺(tái)階內(nèi)孔,凸耳內(nèi)有內(nèi)孔,長(zhǎng)內(nèi)角螺釘?shù)囊欢税惭b在凸輪內(nèi),另一端依次穿過(guò)凸輪的臺(tái)階內(nèi)孔和凸耳的內(nèi)孔,連接在機(jī)架內(nèi)。機(jī)架上設(shè)有壓縮彈簧。調(diào)節(jié)螺母外圓與齒條接觸處設(shè)有外齒輪,調(diào)節(jié)螺母與齒條嚙合。當(dāng)加工人員左右移動(dòng)手柄時(shí),外套帶動(dòng)吊耳推動(dòng)凸輪,齒條通過(guò)長(zhǎng)六角內(nèi)六角螺釘沿軸向移動(dòng),使調(diào)節(jié)螺母隨之轉(zhuǎn)動(dòng),長(zhǎng)螺釘、調(diào)節(jié)螺母和內(nèi)螺母之間的間隙也隨之變化[1]。


(2)根據(jù)本實(shí)施例的消除銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙的機(jī)構(gòu),包括水平滑板和與水平滑板滑動(dòng)連接的工作臺(tái),工作臺(tái)與長(zhǎng)絲杠傳動(dòng)連接,水平滑板包括凸塊(見(jiàn)圖2)、與凸塊傳動(dòng)連接的凸輪和套筒(見(jiàn)圖3),套筒套在凸輪和凸塊的外面。凸輪內(nèi)裝有長(zhǎng)內(nèi)六角螺釘,長(zhǎng)內(nèi)六角螺釘端部裝有齒條,齒條與調(diào)節(jié)螺母?jìng)鲃?dòng)連接,齒條與調(diào)節(jié)螺母嚙合插入,調(diào)節(jié)螺母裝在十字滑板內(nèi)。工作臺(tái)通過(guò)插條在水平滑板的燕尾槽內(nèi)運(yùn)動(dòng),長(zhǎng)絲杠在調(diào)節(jié)螺母和內(nèi)螺母內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)工作臺(tái)與長(zhǎng)絲杠一起做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。凸耳設(shè)有內(nèi)孔,凸耳外圈的左端面設(shè)有兩個(gè)凹槽,內(nèi)圈的左端面設(shè)有螺旋面和凹槽;套筒的端面設(shè)有兩個(gè)凸鍵,套筒上的兩個(gè)凸鍵正好穿入凸塊的兩個(gè)凹槽內(nèi),與凸塊一起轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)套筒與凸塊之間的傳動(dòng)連接。套筒內(nèi)有盲孔,上外圓有圓心角為120°的弧形槽和螺紋孔,套筒上外圓的螺紋孔用于安裝手柄。凸輪的左外圓設(shè)有直槽,內(nèi)部設(shè)有螺紋孔和階梯內(nèi)孔,右端面設(shè)有螺旋面和凹槽。凸輪的螺旋面與凸塊內(nèi)圈左端面的螺旋面相配合,相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可軸向移動(dòng)。調(diào)節(jié)螺母上有瓦蓋,可在瓦蓋和水平滑板的孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)節(jié)螺母內(nèi)有T形螺紋,與長(zhǎng)絲杠相配合。調(diào)節(jié)螺母外部加工成齒輪,齒條右端外圓銑有齒,齒穿入水平滑板內(nèi)孔,與調(diào)節(jié)螺母外部加工的齒輪相配合。齒條的軸向運(yùn)動(dòng)可以帶動(dòng)調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)。蓋子內(nèi)還有一個(gè)內(nèi)螺母,內(nèi)螺母的外圓有一個(gè)外套,外套內(nèi)有T型螺紋。內(nèi)螺母的外圓緊配合在外套內(nèi),內(nèi)螺母與外套固定為一體,作為固定螺母使用。當(dāng)調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),它們沿軸向靠近或遠(yuǎn)離,導(dǎo)致壓緊或松開(kāi)長(zhǎng)螺桿,從而改變長(zhǎng)螺桿、調(diào)節(jié)螺母和內(nèi)螺母之間的間隙。蓋子用四個(gè)短內(nèi)六角螺釘固定在水平滑板內(nèi),用兩個(gè)圓錐銷定位,圓錐銷的內(nèi)孔壓住外套,外套用兩個(gè)長(zhǎng)圓柱銷定位。


長(zhǎng)內(nèi)六角螺釘也有一個(gè)墊塊,墊塊放在水平滑板的內(nèi)孔中,外圓打孔,用開(kāi)槽圓柱頭螺釘定位。長(zhǎng)內(nèi)六角螺釘穿過(guò)凸輪、凸耳和墊塊的內(nèi)孔,擰入齒條的內(nèi)螺紋中,用螺塞固定。壓縮彈簧的內(nèi)圈穿過(guò)齒條左端的外圓,右端抵靠在齒條中部的臺(tái)階面上,左端抵靠在襯墊的右端面上。短銷有內(nèi)螺紋,上部裝入水平滑板的孔中,中部裝入套筒的圓形槽中,使套筒能旋轉(zhuǎn)120°,下部裝入凸輪左部外圓的直槽中,使凸輪不能旋轉(zhuǎn),只能沿軸向移動(dòng)。


(3)使用過(guò)程:首先由機(jī)床制造廠裝配技術(shù)人員,將長(zhǎng)六角內(nèi)六角螺釘擰到合適的位置,帶動(dòng)齒條左右移動(dòng),通過(guò)套筒帶動(dòng)吊耳轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)螺旋面推動(dòng)凸輪。由于凸輪受到短圓柱銷的限制,不能轉(zhuǎn)動(dòng),只能軸向移動(dòng)。長(zhǎng)內(nèi)六角螺釘沿軸向移動(dòng)齒條,調(diào)節(jié)螺母隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。長(zhǎng)絲杠、調(diào)節(jié)螺母和內(nèi)螺母之間的間隙也隨之變化。同時(shí),壓縮彈簧一直壓著齒條的臺(tái)階面,也使得其他部分靠在一起。旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)六角內(nèi)六角螺釘?shù)脑硎?,?dāng)手柄移動(dòng)到最左端時(shí),長(zhǎng)絲杠的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)力為60N,刻度盤的空轉(zhuǎn)距離為2格。當(dāng)滿足該要求時(shí),擰緊螺塞。當(dāng)機(jī)床使用時(shí)間較長(zhǎng),間隙較大,不能滿足銑削要求時(shí),加工人員或機(jī)床維修人員將短圓柱銷拔出,取出套筒,擰出螺塞,再按上述調(diào)整步驟進(jìn)行調(diào)整,最后裝上套筒和短圓柱銷。


其次,加工人員根據(jù)切削刃的方向,安裝工件和刀具,確定是用正銑還是反銑。隨著長(zhǎng)絲杠旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)工作臺(tái)縱向移動(dòng),從移動(dòng)原理上,以某一狀態(tài)為例,長(zhǎng)絲杠上有兩個(gè)T型螺紋邊界,兩個(gè)邊界之間的距離就是螺距。一個(gè)受力點(diǎn)直接插入兩個(gè)螺紋邊界,該受力點(diǎn)是移動(dòng)工作臺(tái)上的主受力點(diǎn)。通過(guò)旋轉(zhuǎn)絲杠,絲杠上螺紋邊界上的力的一個(gè)矢量分量推動(dòng)工作臺(tái)上的受力點(diǎn),其中一個(gè)螺紋邊界就是力邊界。使用銑床時(shí),處理器將手柄移動(dòng)到最左端,驅(qū)動(dòng)凸耳穿過(guò)外殼,推動(dòng)凸輪。凸耳和凸輪結(jié)合在螺旋面底部,齒條通過(guò)長(zhǎng)內(nèi)六角螺釘沿軸向右移動(dòng),使調(diào)節(jié)螺母逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)并沿長(zhǎng)螺桿軸移動(dòng)靠近內(nèi)螺母,壓縮長(zhǎng)螺桿,長(zhǎng)螺桿、調(diào)節(jié)螺母和內(nèi)螺母之間的間隙變小。當(dāng)使用反向銑削時(shí),處理器將手柄移動(dòng)到最右端,驅(qū)動(dòng)凸耳穿過(guò)外殼,并推動(dòng)凸輪。凸耳和凸輪在螺旋面頂部結(jié)合,齒條通過(guò)長(zhǎng)內(nèi)六角螺釘沿軸向向左移動(dòng),使調(diào)節(jié)螺母順時(shí)針旋轉(zhuǎn),并沿長(zhǎng)絲杠的軸向遠(yuǎn)離內(nèi)螺母,從而松開(kāi)長(zhǎng)絲杠,長(zhǎng)絲杠、調(diào)節(jié)螺母和內(nèi)螺母之間的間隙變大。


最后,開(kāi)始銑削。


3消除銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙的簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)


(1)銑床縱向絲杠螺母的簡(jiǎn)易消隙機(jī)構(gòu)(見(jiàn)圖4)一般介紹,包括縱向絲杠,它有一個(gè)帶左螺母和右螺母的螺母座??v向螺桿可以在左螺母和右螺母中旋轉(zhuǎn)。左螺母用緊定螺釘固定,右螺母通過(guò)平鍵與左螺母連接,右螺母通過(guò)左圓螺母連接在螺母座內(nèi)。左圓螺母的右側(cè)有一個(gè)防松墊圈,防松墊圈的右側(cè)有一個(gè)右防松墊圈。通過(guò)安裝縱向絲杠、螺母座、緊定螺釘、左螺母、平鍵、右螺母、左圓螺母、防松墊圈和右圓螺母,加工人員松開(kāi)防松墊圈,旋轉(zhuǎn)左圓螺母和右圓螺母,使右螺母沿軸向移動(dòng),縱向絲杠、左螺母和右螺母之間的間隙也隨之變化,從而達(dá)到消除間隙的目的[2]。


(2)銑床縱向絲杠螺母的簡(jiǎn)易消隙機(jī)構(gòu)包括縱向絲杠、螺母座、緊定螺釘、左螺母、平鍵、右螺母、左圓螺母、防松墊圈和右圓螺母??v向螺桿上設(shè)有螺母座,螺母座內(nèi)設(shè)有左螺母和右螺母;縱向螺桿可在左螺母和右螺母中轉(zhuǎn)動(dòng);左螺母用緊定螺釘固定;右螺母通過(guò)平鍵與左螺母連接;右螺母通過(guò)左圓螺母連接在螺母座內(nèi);左圓螺母的右側(cè)設(shè)有防松墊圈;在防松墊圈的右側(cè)設(shè)有一個(gè)正圓螺母。左螺母和右螺母一起加工,在外圓中間銑出鍵槽。完成后,左螺母和右螺母從鍵槽中間銑成兩部分。左螺母和右螺母只能在螺母座內(nèi)軸向移動(dòng),并由左圓螺母固定在螺母座內(nèi)。右螺母的右端設(shè)有外螺紋,并加工有螺紋槽。防松墊圈和右圓螺母安裝在右螺母的外螺紋處,擰緊后起到防松作用。防松墊圈的內(nèi)孔和外圓分別設(shè)有凸起,防松墊圈內(nèi)孔的凸起部分裝入右螺母的螺紋槽內(nèi),外圓的凸起部分彎入右螺母的周向槽內(nèi)。左螺母和右螺母由銅制成[3]。


(3)使用工藝首先,機(jī)床制造廠的裝配技師將平鍵裝入左螺母和右螺母中。將左螺母和右螺母裝入螺母座,擰緊緊定螺釘固定左螺母。其次,將左圓螺母、防松墊圈和右圓螺母依次裝入右螺母的外螺紋中,將左圓螺母旋轉(zhuǎn)到縱向螺桿所需的間隙,然后擰緊右圓螺母,關(guān)閉防松墊圈。銑床使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng),螺桿與螺母之間出現(xiàn)不均勻磨損,即間隙不均勻,縱向螺桿與螺母間隙過(guò)大,松開(kāi)防松墊圈,旋轉(zhuǎn)左圓螺母和右圓螺母,使右螺母沿軸向移動(dòng)到所需間隙,然后擰緊右圓螺母,關(guān)閉防松墊圈。


再次,加工人員根據(jù)切削刃的方向,安裝工件和刀具,確定是用正銑還是反銑。最后,開(kāi)始銑削。


4結(jié)束語(yǔ)


本文是一篇專利文章,介紹了銑床縱向絲杠螺母的兩種消隙機(jī)構(gòu):一種是彈簧和凸輪結(jié)合,靠彈力消除間隙;另一種是兩半堅(jiān)果的組合。平鍵用于限制螺母的旋轉(zhuǎn),螺母的軸向移動(dòng)消除了間隙。這兩種消隙機(jī)構(gòu)都很實(shí)用,對(duì)銑床制造商和用戶都有很好的參考價(jià)值。


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