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螺紋專用車床的改造

2020-4-27 來源：佛山市順德區（qū）容（róng）桂（guì）職業技術學校作者：許大（dà）試

摘要：本文通過對加工螺紋專用車床的結（jié）構進行改造，使該機床的使用性能有了較大的（de）提高，並提（tí）高了零（líng）配件的使用壽命，從而使車床工作安全可靠。通過此次（cì）改造，使（shǐ）客戶和本單位都收（shōu）到較高的經濟（jì）效益。

關鍵詞：脫落；極限位置；使（shǐ）用性能（néng）

0 引言

生產應用專機是企業提高生產效率和經濟效益（yì）的重要（yào）手段，隻要能根據生產需要，對設備加以改進（jìn），提高設備的使用性能（néng），便能收（shōu）到良好的效果。為能滿足企業的加工，需用一種專門車削螺紋的機床（chuáng），於是（shì）決（jué）定（dìng）利用現有的設備（bèi） C6132A 車（chē）床改製成螺紋專用車（chē）床，以滿足客戶的使用要求。

螺紋專用（yòng）車床是廠家為了提高生產效率，增加經濟收入的一種主要設（shè）備，是用於（yú）車、削、管螺紋的一種專用機床。由於現有的 C6132A 普通車床，對產品（pǐn）的加工要求有一（yī）定差距，而且有部分功能是用不上的。於是利用現有的產品 C6132A 車床改裝成螺紋專用車床，以（yǐ）滿足加（jiā）工的使用要求。

1、螺（luó）紋專用車床的總體結構

螺紋專用車床主要由：床身與床腳，床頭箱，走（zǒu）刀（dāo）箱，溜板箱（xiāng），溜板部件，掛輪，電機與（yǔ）電器等各部件組成。與（yǔ）普通車床相同，車螺紋專機主要由電機傳出動力，通過皮帶輪傳動把動力傳入床頭箱，再通過一係列的齒輪傳動使主軸轉動。而主軸獲得轉速是由電機轉速和齒（chǐ）輪變換傳動比獲得，最高（gāo）轉速為 1400 轉/分。然後由床頭箱（xiāng）輸出掛輪，再傳入走（zǒu）刀箱，通過走刀箱變（biàn）換齒輪獲得不同的

進給（gěi）量，最後再傳出絲杆，絲杆帶動溜板箱內的開合螺母，使溜板箱與溜板部件作直線移動，即（jí）獲得刀具的切削螺紋（wén）運動。與普通（tōng）車床不同的是（shì），溜板箱部件（jiàn）自動進給機構（即杠杆傳遞動力部分及杠杆）已經取消，隻剩（shèng）下開合螺母機構，這就隻能通過絲杆來（lái）完成溜板部件作直線進給運動的傳（chuán）遞。

2 、車螺紋專機的改裝（zhuāng）形式

車螺紋專機在原 C6132A 的（de）基礎上作如下改動：

①由於結（jié）構的需要，床身比原來加長 250mm，（即從原來車削長度（dù） 750mm 改為 1000mm），而傳動絲杆也相應加長 250mm。加長後（hòu）床身導軌精度保（bǎo）持不變，（即國標要求為 0.02/1000mm）。

②取消尾座部件，小刀（dāo）架部件和中拖板橫向移動絲杆（gǎn）部件。而刀架則用專用（yòng）刀盒代替。

③溜板箱內各傳動機構除開合螺母機構外全（quán）部取消。

3、車螺紋專機的（de）試（shì）製及改造建議（yì）

車（chē）螺（luó）紋（wén）專機正式投入生（shēng）產，由（yóu）於部分（fèn）零部件取消，所以在加（jiā）工時節省了很多時（shí）間，通過一係列的零件加工，很快進入到部件安裝、總裝和調試，不到一個月時間便把產品交付企業使用（yòng）。初（chū）時，企業對我們改裝的產（chǎn）品也很滿意（yì）。但經過一段時間使用後，企業又對車螺紋專機提（tí）出了新的要求：

①為提高生產（chǎn）效率，要求把主軸的轉速提高 400-500轉/分。

②解決掛輪（lún）過渡齒經常（cháng）崩齒（chǐ）現象。

③由於開合螺母由（yóu）氣缸操（cāo）縱，撞擊較大，容易導（dǎo）致開合螺母開合困難，而且經常發生脫落現象，撥塊也很容易撞（zhuàng）崩，經常使用不到一個月就需（xū）要更換零件，因此要求徹底解決。

4 、車螺（luó）紋專機的改造

針對企業提出的要（yào）求，組織有關人員進行研究解決，最後決定采（cǎi）用如下（xià）的方（fāng）案。

4.1 提高主軸轉速

要提高主軸轉速，若改變床頭箱內的齒（chǐ）輪齒數（shù），必需（xū）重新（xīn）複查計算傳動比，而且加工難度相應較大，也加（jiā）重了成本，生產周期又加長。

圖 1

通過測量數據，可以把主動輪（即電機皮帶輪）直徑加大（dà），通過改變傳動比來提高主軸轉速。這種方法加工較簡便，成本也沒有提高。通過把電機皮帶輪從原來的準104mm 改為準136mm，通過計算傳動比，可以把（bǎ）主軸轉速提（tí）高 400 轉/分，達到（dào）了企業提出的要（yào）求。（如圖 1）

根據主軸轉速傳動比計算公式：

n =1420 ×104/192 ×20/20 ×65/35 ×35/35 ×0.98 ≈1420轉/分改造後主軸最高轉（zhuǎn）速：n =1420 ×136/192 ×20/20 ×65/35 ×35/35 ×0.98 ≈1830轉/分改造後的各軸的轉速均未超過其支承滾動軸承的極限轉速，這樣既節（jiē）約（yuē）了成本，又滿足了客戶的要求。

4.2 提高過渡齒輪的使用壽命

在 C6132A 車床原設計時是考（kǎo）慮到切削條件惡劣及（jí）安全等角度，可能出現各種事故，因此，掛齒輪過渡齒是用尼龍加工而成，主要起（qǐ）消音和保護作用。但現在改為車螺紋專機，它的切削力較（jiào）小，加工條件比較好，所以我就從（cóng）改變過渡掛齒輪的材料入手，因掛齒（chǐ）輪模數較小 m=1.75，齒的強度較弱。要改動需把（bǎ）齒輪模數加大來提高齒（chǐ）根（gēn）的強度，這樣，齒輪外徑也相應增大（dà）。但床頭箱輸出軸到走刀箱輸入軸的中心距較小，而掛齒輪直徑加大後，兩軸之間就裝不（bú）下成組掛輪，因此，此（cǐ）方法（fǎ）是行不通。如若在材料上作改（gǎi）變，以增強齒的強度，其它的零件可以不變。若采用鑄鐵，這在過去的機床是（shì）應用較多的，而且鑄鐵齒輪耐磨，強度比尼龍齒（chǐ）輪要高，且加工（gōng）性能（néng）較好，成本也較低（dī），按正常使用齒輪是不易崩齒的。於是決定改用耐磨鑄（zhù）鐵代替尼（ní）龍製造過渡齒輪。經過客戶試用，與我的設想吻合，基本上沒（méi）有出現崩齒現象。

4.3 保證開合螺母（mǔ）不脫落。提高撥塊（kuài）使用（yòng）壽命，確保開合（hé）螺母的限位裝置（zhì）。

4.3.1 克服（fú）對（duì）開合螺母脫落現象

圖 2

當撥塊處於該狀態時，螺母是（shì）合上的（de）。（如圖 2（a）），當撥塊處於該狀態時，螺母打開至極（jí）限位置，此（cǐ）時螺母座上兩撥銷的直徑切（qiē）點剛好（hǎo）與（yǔ）槽口（kǒu）相接（如圖 2（b））。而撥塊原設計寬度為 45mm，手動開合是滿足要求（qiú）的。而現在使用（yòng）氣缸操（cāo）縱（zòng）開合，衝擊力較大，使用次（cì）數多（duō）了，撥塊兩端槽（cáo）口自然形成喇叭口，這（zhè）時撥塊就不能限製撥銷的（de）死點位置，至使開合螺母脫落。針對出現的問題，通過分析研究，對溜板箱（xiāng）尺寸作了檢查，發覺安裝（zhuāng）撥塊的位置還有空（kōng）間，可以讓撥塊轉動，於是決定采（cǎi）用較（jiào）簡便又節約的方法。隻（zhī）需把撥塊在原來的基礎（chǔ）上寬度方向每邊加大 5mm，（如圖 2 （c）（即把尺寸45mm 改為 55mm），通（tōng）過改良試驗，使撥塊在打開到極限位置時，螺母座上兩撥銷的極限位置仍處於撥（bō）塊槽口5mm 內，（如圖 2（c））這樣，開合螺母即使撞寬了也不會輕易脫落，而且螺母（mǔ）開合起來就比較（jiào）暢順。收到較好的（de）效果。

4.3.2 提高撥塊的使用性能（néng）

撥塊（kuài）原來設（shè）計（jì）材料為鑄鐵，其特點是耐磨，但（dàn）較脆性，撞擊容易崩爛，導致經常（cháng）要更換，影響（xiǎng）了機床的（de）正常使用。針（zhēn）對該情況，筆者對箱體作了複查，由於位置限製，要把撥塊加厚已經不可能，隻能在材料變更來（lái）考慮。將撥塊（kuài）改用45# 材料，加工後再進行熱處理，（一般采用淬火約 820 度和回火約 180 度），使工件硬度提高到大約（yuē） HRC45 度左右，提高了撥塊的耐磨（mó）性，使用（yòng）時就不那麽容易撞爛（làn）。由於螺母座上的撥銷是用（yòng） 45# 鋼製成，又沒經過熱處理，硬度比改（gǎi）良後的撥塊低，顯（xiǎn）得較（jiào）容易磨損，而且撥銷與螺母座是過盈配合，拆卸更換較因難。通（tōng）過翻閱有關資料，知道高速鋼有較高的硬度、較好的耐磨性和抗彎強度高，韌性也較好。於是我采用準（zhǔn）12mm 的高速鋼衝針來製造撥銷，它的硬度達到 HRC55 度以上，比改良後的撥塊硬度高。經過使用試驗，其使用性能穩定（dìng），效果相當好，最（zuì）後經過客戶使用後也（yě）感到很滿意，至（zhì）今也未（wèi）聽到提出維修更換的要求。

4.3.3 螺母限位的確定（如圖 3）

圖 3

由於原來開合螺母的互鎖、限位裝置已經取消，沒有（yǒu）限位，螺（luó）母開多（duō）了便自動脫落。怎樣才能保證螺母打開後不脫（tuō）落（luò），達到使用要求。經過反複測量，決定在箱體加一定位銷，在箱體上配（pèi）作一 M12 的螺絲（sī）孔，銷釘采用 M12 的螺（luó）絲擰入孔中，再利用 M12 螺母作自鎖，防止銷釘鬆脫（tuō）。銷釘直（zhí）徑采用準12mm 作限位，這樣既達到（dào）對開合螺母的限位效果（guǒ），而（ér）且方法（fǎ）較簡便，成本也（yě）較低，拆裝更換方便（biàn），對箱體使用性能也沒有（yǒu）改變，大大地提高了（le）生產效率，得到單位和客戶的好評。

5 、結論

通（tōng）過對螺紋專機的改良，使車螺紋專機的使用性能大大提（tí）高，從開始經常（cháng）出現故障，經常維修，更換零件，到後來讓（ràng）企業滿意，再也聽不到企業的維修要求。

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