螺紋專用車床的改造
2020-4-27 來源： 佛山市（shì）順德區容桂（guì）職業技術學校（xiào） 作者：許大試
摘要：本文通過對加工螺紋專（zhuān）用車床的結構進行（háng）改造，使該機床的使用性能有了較大的提高，並提高了零配件的（de）使用壽命，從而使車床工（gōng）作安全可（kě）靠（kào）。通過（guò）此次改造，使客戶和本單位（wèi）都收到（dào）較高的經濟（jì）效益（yì）。
關鍵詞： 脫落；極限（xiàn）位置；使用性能
0 引言
生產應用專機是企業（yè）提高生產效率和經濟效益的重要手段，隻要能（néng）根據生產需（xū）要，對設備加以改進，提高設備的使用性能，便能收（shōu）到良好的效果（guǒ）。為能滿足企業的加（jiā）工，需用一種專門（mén）車削螺紋的機床，於是決定利用現有的（de）設備 C6132A 車床（chuáng）改製成螺紋專用車床（chuáng），以滿足客戶的使用要求。
螺紋專用車床是廠家為了提高生產效率，增加經濟收入的（de）一種主要設（shè）備，是用於（yú）車、削、管螺紋的一種專用（yòng）機床。由於現有（yǒu）的 C6132A 普通車床，對產品的加工要求有一定差距，而且有（yǒu）部分功能是用不上的。於是利用現有的產品 C6132A 車床改裝（zhuāng）成螺紋專用車床，以滿足加工的使用要求。
1、 螺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（chuáng）頭（tóu）箱，走刀箱（xiāng），溜板箱，溜板部件，掛輪（lún），電（diàn）機與電器等各部件組成（chéng）。與普（pǔ）通車（chē）床相同，車螺紋專機主要由電機傳（chuán）出動力，通過皮帶輪傳（chuán）動把動力傳入床頭（tóu）箱，再通過一（yī）係列的齒輪傳動使主軸轉動。而主軸獲（huò）得（dé）轉速是由電機轉速和齒輪變換傳動比獲得（dé），最高轉（zhuǎn）速為 1400 轉/分。然後由床（chuáng）頭箱輸出掛輪，再傳入走刀箱，通（tōng）過走刀箱變換齒輪獲得不同的
進給量，最後（hòu）再傳出（chū）絲杆，絲杆帶（dài）動溜（liū）板箱內的開合螺母，使溜板箱與（yǔ）溜板部（bù）件作直線移（yí）動，即獲得刀具（jù）的切削螺紋運動。與普通車床不同的是，溜板箱部件自動進給機構（即杠杆（gǎn）傳遞動力部分及杠杆）已（yǐ）經取消，隻剩下開合螺母機構，這就隻能通過絲杆來完成溜板部件作直線進給運動的傳遞。
2 、車螺紋專（zhuān）機的改裝（zhuāng）形式
車螺紋專機在原 C6132A 的基礎上作如下改動：
①由於結（jié）構的需（xū）要，床身比原來加長 250mm，（即從（cóng）原來車削長（zhǎng）度 750mm 改（gǎi）為 1000mm），而傳（chuán）動絲杆也相應加長 250mm。加（jiā）長後床身導軌精度（dù）保持不變，（即國標要求為 0.02/1000mm）。
②取消尾座（zuò）部件，小刀架（jià）部件和中拖板橫向移動絲杆部件。而刀架則用專用刀盒代替。
③溜板箱內各傳動（dòng）機構除開合螺母機構（gòu）外全部取消。
3、 車螺紋專機的（de）試製及改造建議
車螺紋（wén）專機（jī）正式投入生產，由於部分零（líng）部件取消（xiāo），所以在加工時節省了很多（duō）時（shí）間（jiān），通過一係列的零件（jiàn）加工（gōng），很快進入到部件安裝、總裝和調試（shì），不到一個月時間便把產品（pǐn）交付企業使（shǐ）用。初時，企業對我們改裝的產品也很滿（mǎn）意。但經過一段（duàn）時間使用後，企業又對車螺紋（wén）專（zhuān）機提出了新的要（yào）求：
①為提高生產（chǎn）效率，要求把（bǎ）主軸的轉速提高 400-500轉/分。
②解決掛輪過渡齒經常崩齒現象。
③由於（yú）開合螺母由氣缸操縱，撞擊較大，容易導致（zhì）開合螺母開合困難，而且經常發生脫落現象，撥塊也很（hěn）容易撞崩，經常使用不到一個月就需（xū）要更換（huàn）零（líng）件，因此要求（qiú）徹底解決。
4 、車螺紋專機的改造（zào）
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（jué）定（dìng）采用如下的方案。
4.1 提高主軸轉速
要提（tí）高（gāo）主軸轉速，若改變床頭箱內的齒輪齒數，必需重新複查計算傳動比，而且加工難（nán）度相應較大，也加重了（le）成本（běn），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（lún））直徑加大，通過改變傳動比來提高（gāo）主軸轉速。這種方法（fǎ）加工較簡便，成本也沒有（yǒu）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，可以把主軸轉速提高 400 轉/分，達到了企業提出的要求。（如圖 1）
根據主（zhǔ）軸（zhóu）轉速傳動（dòng）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（jun1）未超過其支承滾動軸承的極限轉速，這樣既節約了成本（běn），又滿足了客戶的要求。
4.2 提高過（guò）渡齒輪（lún）的使用壽命
在 C6132A 車床原設計時（shí）是考慮到切削條件惡劣及安全等角度，可能出現各種事（shì）故，因此，掛齒輪過（guò）渡齒是用尼龍加（jiā）工而成，主要起消音和保護作用。但現在（zài）改為車螺紋（wén）專（zhuān）機（jī），它的切削力較小，加工條件比較好，所以（yǐ）我就從改（gǎi）變過渡掛齒輪的材料入手，因掛齒輪模數較小 m=1.75，齒（chǐ）的（de）強度較弱。要（yào）改（gǎi）動需把齒輪模數加大來提高齒根的強度，這樣，齒輪外徑也相應增大。但床頭箱輸出軸到走（zǒu）刀箱輸入軸的中心距較小，而掛齒輪直徑加大後，兩（liǎng）軸之間就裝不下成組掛輪，因此，此方法是（shì）行不通（tōng）。如若在材料上作改變，以增強齒（chǐ）的強度，其它的零（líng）件可（kě）以（yǐ）不變。若（ruò）采用鑄鐵（tiě），這在過去的機床是應用較多的，而且鑄鐵（tiě）齒輪耐磨，強度比尼（ní）龍齒輪要高，且加工性能較好（hǎo），成本也（yě）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鐵代替尼龍製造過渡齒輪。經過客戶試用，與我（wǒ）的設想吻合，基本（běn）上沒有出現崩齒現（xiàn）象。
4.3 保證（zhèng）開合螺母不脫落。提高（gāo）撥塊使用壽命（mìng），確保（bǎo）開合螺母的限位裝置。
4.3.1 克服對開合螺母脫落（luò）現象
圖 2
當撥塊處於該狀態時，螺母是合上的。（如圖 2（a）），當撥塊處於該狀態時，螺母打開至極（jí）限位置，此時螺母座上兩撥銷（xiāo）的直徑切（qiē）點剛好（hǎo）與槽口相接（如圖 2（b））。而撥塊原設計寬度為 45mm，手動開合是滿足（zú）要求的。而（ér）現（xiàn）在使（shǐ）用氣缸操縱開合，衝擊力較大，使用次數多（duō）了（le），撥塊兩（liǎng）端槽口自然形成喇叭口，這時撥塊就（jiù）不能限製撥銷的死點位置，至使開合螺母脫落。針對出現的問題，通過分析研究，對溜板（bǎn）箱尺寸作了檢查，發（fā）覺安裝撥塊的位置（zhì）還有空（kōng）間，可以讓撥塊轉動，於是決定采用較簡便又節（jiē）約的方法。隻需把撥塊在原來的基礎上（shàng）寬度方（fāng）向每邊加（jiā）大 5mm，（如（rú）圖 2 （c）（即把尺（chǐ）寸45mm 改為 55mm），通過改良試驗，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（yú）撥（bō）塊（kuài）槽（cáo）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，而且螺母開合起來就比較暢順。收到較好的效果。
4.3.2 提高撥塊的使用性能
撥塊原來設計（jì）材料為鑄鐵，其特點（diǎn）是耐磨，但較脆性，撞擊容易崩爛，導致經常要更換，影響了機床的正常使用。針（zhēn）對該情況，筆者對（duì）箱體（tǐ）作了複查，由於（yú）位置限製，要把撥塊加厚已經不可能（néng），隻能在材料變更來考慮。將撥（bō）塊改用45# 材料，加工後再進（jìn）行熱處理，（一（yī）般采用淬火（huǒ）約 820 度和回火約 180 度），使工件硬度提（tí）高到大約 HRC45 度（dù）左右，提高了撥塊的耐磨性（xìng），使用時就不那（nà）麽容易撞爛。由於螺母座上的撥銷是用 45# 鋼製成，又沒經過熱處理（lǐ），硬度比改良後的撥塊低，顯得較容（róng）易磨（mó）損，而且撥銷與螺母座是過盈配合，拆卸更換較因難。通過翻閱有關資料，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（yú）是（shì）我采用 準12mm 的高速（sù）鋼衝針來製造撥銷，它的硬度（dù）達到 HRC55 度以（yǐ）上，比改良後的撥塊硬度高。經過使用試（shì）驗，其使用性能穩定，效果相當好，最（zuì）後經過客戶使用後也感到很滿意，至今也未聽到提出維修更換的要（yào）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（jīng）取（qǔ）消，沒有限位，螺母開多了便自動脫落。怎樣（yàng）才能保（bǎo）證螺（luó）母打開後（hòu）不脫落（luò），達到（dào）使用要求。經過反複測量，決定在箱體加一定位（wèi）銷，在箱體上配作一 M12 的螺絲（sī）孔，銷釘采用 M12 的（de）螺絲擰入孔中，再利用 M12 螺母作自鎖，防止（zhǐ）銷釘鬆脫。銷釘直徑采用 準12mm 作限位（wèi），這樣既達到對開合螺母的限位效果，而且方法較簡便（biàn），成本也較低，拆裝更換方便，對箱體使用性能也沒有改變，大大地提高了生產效率，得（dé）到單位和客戶的好評。
5 、結論
通過對（duì）螺紋專機的改良，使車螺紋專（zhuān）機的（de）使用性能大大提高，從開始經常出現故障，經常維修，更換零件，到（dào）後來讓企業滿意，再也聽不到企業的維修要求（qiú）。
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