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新型數控（kòng）車床拔料器的設（shè）計（jì）

2017-2-24 來源：東方汽輪機有限公司作者：謝敏崔誌國

摘要:詳細介紹了一種新型車床棒料拔料器的設計，實現了一次裝夾完成一根棒料（liào）的加工，省去了大量的（de）輔（fǔ）助時間，提高了生產效率。

關鍵詞:拔料器;一次裝夾;提高效率（lǜ）

1.前言

我公司中小件生產中，很多（duō）的螺栓，螺釘等小型回轉類零件都是多件下料的。每加（jiā）工完一件產品（pǐn）工（gōng）人（rén）都要進行“開門—鬆（sōng）卡爪—拔料（liào）—測尺寸—鎖緊卡爪—關門—調用程序”的操作，工件件（jiàn）數越多，輔助時間就越多（duō），很不利於提高數控車床的利用率。隻有（yǒu）解決（jué）了如（rú）何高效的備送料這個問題（tí），才（cái）能充分（fèn）發揮數控車床（chuáng）高精度、高效率的特點，使用數控車床自（zì）動棒料拔料器可以解決這個問題。

圖1 拔料器工作圖

2.兩種設計方案的分析

棒料拔料器的結構有很多種，結合我公司實際，現對已有的幾種拔料器進行比較。第（dì）一種（zhǒng），結構如圖1所示，這種拔料器的結構簡單（dān），加工方便，但每次拔（bá）料時都要（yào）先用切槽（cáo）刀切處一個預定尺寸的槽。該拔料器開口的尺寸固（gù）定，我公司生產的小型回轉類零件均屬小批量生（shēng）產（chǎn），產品的直徑尺寸變化較多。如果選用這種拔料（liào）器就需要備有很多（duō）不同開口（kǒu）尺寸的，使用和保存（cún）起來都很不方便。第二種，結構如圖2所示，這種結構實現了開口大小可調，僅需旋（xuán）轉中間的一根螺杆就可調節。中間螺杆螺（luó）紋旋向不同可實現兩加緊塊同步調節，但要求（qiú）兩夾緊塊對中性較好，要保證同（tóng）步調節，且對中性好（hǎo）就要使得螺杆和夾緊塊相配合的螺紋精度很高，加工難（nán）度大（dà），總體的造價（jià）很高，不太經濟。兩夾（jiá）緊塊夾（jiá）緊毛坯時（shí）時（shí）純剛（gāng）性的，這樣會使拔

圖2 拔料器機構示意圖

料器各處均有很大的應力，使用壽命會比較短。比較上述兩種拔料（liào）器且結合我（wǒ）公司實際可（kě）以得出新型的（de）拔料器應具備以下特點，拔料（liào）器的（de）開口大小可調，加工簡單方便，對中性（xìng）好，夾緊塊加緊時有一定的彈性，使用方便，堅固耐用。

3.新型數控車床棒料拔料（liào）器的設計

根據我公司加工小型（xíng）回轉類零件棒料毛坯多件下料，產品種類多，毛坯尺寸（cùn）變化多，產品均屬小批量的特點，還有上述兩種設計方案的分析，現在的設計方案如圖3所示。這種結（jié）構能夠滿足（zú）我公司需求具（jù）備上述兩種（zhǒng）設計的優點。

3.1刀柄的設計：該拔料器是安裝在數控車床轉塔的一個到位上（shàng）的，刀體（tǐ）刀柄截麵必須符合標準，由於拔料時所需（xū）的力不是很大所（suǒ）以選擇25mm×25mm的刀柄。

3.2刀體和（hé）滑塊配合導軌（guǐ）形式的（de）選擇：滑動導軌的形式有很多種（zhǒng）。導軌形（xíng）式的選擇很大程度上決定了加工的難度和（hé）整個拔料器的造價。最常見的導軌組合形式（shì）有雙矩形（xíng）、雙燕尾、矩形和燕尾根據《機械設計手冊》常見的導軌組合形式、特點及應用，現選擇雙燕尾型導軌。這種結構導向性較好，完全能夠滿足滑塊導向的需要。各個配合麵的粗糙度均為Ra3.2，完全可以（yǐ）用數控線切割割（gē）出，成本較低，加（jiā）工質量（liàng）容易保證。刀體尺寸的確定（dìng）。刀（dāo）體尺寸決定了拔料器開口的調節範圍。根據棒料直徑變化範圍確定（dìng）拔料器開口的調（diào）節範圍，然後確定刀（dāo）體的長度為180mm。最終可得（dé）該（gāi）拔料器的的開口（kǒu）調節範圍是3.16mm～85mm。為（wéi）使整個裝置比較小巧，確（què）定刀體橫（héng）截麵尺寸為30mm×40mm。開（kāi）口尺寸靠螺（luó）紋調節，這種調節（jiē）方（fāng）式確保了開口尺寸連續可調，為降低製造成本采用的是兩個短螺柱調節，這就使得螺（luó）柱的製造精（jīng）度不必和圖2方案中的螺（luó）柱精度那樣高。兩短螺柱分別調節保（bǎo）證開口尺寸也帶（dài）來了（le）一些不便，兩夾緊塊不能同步調節對中性就會（huì）較差。為了解決（jué）這一問題可以在（zài）刀（dāo）體的一側（cè）刻線，這樣在調節開口（kǒu）大小時對中性可以保證，而且開口尺寸大小一目了然，方便（biàn）使用。

圖3 新（xīn）型拔料器結構圖

3.3彈簧（huáng）板設計：彈簧（huáng）板采用60Si2MnA彈簧鋼製造，查（chá）材料手冊知（zhī）該材（cái）料（liào）熱軋（zhá）條鋼的屈（qū）服強度b=1275MPa。根據（jù）棒料直徑確定拔料器開口（kǒu）尺寸（cùn）。一般（bān）情況下，開口尺寸要比棒料直徑小1～2mm，可以（yǐ）根據實際情（qíng）況調節。取棒料毛坯為d,巴黎傲氣（qì）開口大（dà）小為（wéi）a,計算彈簧板的夾緊（jǐn）力。由於棒料材料的不（bú）同，被兩墊塊卡進的深度也不同，計算中取棒料被兩墊塊各卡進Xmm，計算中取0.6mm。彈簧板的形變量為(2-X)/2mm（參見圖4）。相對於長度尺（chǐ）寸，彈簧板的形變量很（hěn）小（xiǎo），可以忽略不計。因（yīn）此隻需校核該拔料器能拉（lā）拔棒料的最大重量即可。在拉（lā）拔棒料的過（guò）程（chéng）中，螺紋所受的是純剪切。最

4.使用及驗證

4.1棒料長度的確定：由於在棒料毛坯的（de）後端無支（zhī）撐，因此（cǐ）棒料不能太長，否則會引起棒料的震顫，從而影響車（chē）床車削零件的精度。棒料長度與棒料的直徑和材料（liào）的密度有關，一般情況下棒料的長（zhǎng）度應該小（xiǎo）於5 0 0 m m。當棒料的直徑較大時可（kě）以取較長的棒料，棒料（liào）的材（cái）料密度較小時也（yě）可以取較長的（de）棒料；當棒料的直徑較小時（shí）應（yīng）該取較短的棒料（liào），太（tài）長會使棒料後端下垂，增大震顫，棒料的密度較大時應該取較短的棒料。棒料的最佳長度（dù）已根據實際情況試切（qiē）確定。

圖4 簡化（huà）圖

4.2使用方法：先將開口尺寸按棒（bàng）料的直徑調節好（hǎo），注意按刀體刻線對中，將拔料器安裝（zhuāng）在車床的一個刀位上，使用時按調用刀具來（lái）調用拔料器使用。

4 .3驗證：在CAK6136數控（kòng）臥式車床上加工M20×45的內六角螺釘（dìng），該機床主軸孔徑是Φ52mm,係統是FANUC-0T，控製車床卡（kǎ）抓夾緊/鬆開的指令是M10/M11。使用毛坯為φ45的棒料5件一起下料，工人隻需在（zài）一次裝夾（jiá）棒料，調整好棒料的伸出長度（dù）、對刀並且按實測（cè）拔料長度修訂程序，使拔料長度誤差在（zài）0.5mm以內，啟動程序（xù）即可。每加工完一件產品機床（chuáng）自動進行“鬆卡爪—拔料（liào）— 鎖緊卡爪（zhǎo）—調用程序”的操作。該（gāi）拔料器滿足了連續（xù）加工的要求，單件零（líng）件（jiàn）的加工的輔助時間比（bǐ）以前減少了2～3分鍾。

5.結論

該（gāi）拔料器（qì）的使用節省了大量的機床輔助時間，而且（qiě）減輕了工人的勞動強度，實現（xiàn）了工人一次裝夾完成一根（gēn）棒（bàng）料的加工，在批（pī）量生產中很大幅度的提（tí）高了生產效（xiào）率。拔料器的開口大（dà）小可調，使用方便，可以適用於多種不同直徑的棒料的加工。組成拔料（liào）器（qì）的（de）各零件均製造簡單，加工成本很低，易磨損的零件墊塊更換方便。該拔料器的設計思想和（hé）應（yīng）用為其它數控機床工具的研製確定了（le）指導思想，可以為其他NC工具的研製所借鑒。

圖5 加工零件（jiàn）圖

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