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摘要：介紹了軸瓦內(nèi)圓的常規(guī)加工方法及特點(diǎn)、軸瓦拉床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及技術(shù)要求和注意要點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：軸瓦內(nèi)圓拉床；設(shè)計(jì)；分析

1 軸瓦簡(jiǎn)介

軸瓦是用于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)曲軸軸頸等部位的滑動(dòng)軸承，其構(gòu)成是由一種以鋼帶為襯底、表面附著一層軸承合金的雙金屬鋼帶，并通過一系列的加工而成。這層軸承合金通常有三種：巴氏合金、鋁錫合金和銅鉛合金。本機(jī)是為紹興紡織機(jī)械廠設(shè)計(jì)制造的用于加工EQ140-1主軸翻邊瓦（圖1）的內(nèi)圓精加工拉床。此主軸翻邊瓦的軸承合金為鋁錫合金，拉床切削的部分即為軸承合金層部分。

圖1EQ140-1主軸翻邊瓦

2 軸瓦內(nèi)圓精加工工藝及特點(diǎn)

軸瓦內(nèi)圓精加工主要有兩種方法，一種是鏜削加工，一種是拉削加工，其各自的特點(diǎn)見表1。

加工方法		鏜削	拉削
壁厚精度（mm）	國(guó)內(nèi)	0.006	0.01
	國(guó)外	0.004	0.006
表面粗糙度Ra（μm）	國(guó)內(nèi)	0.4	0.4
	國(guó)外	0.2	0.1
生產(chǎn)率（件/小時(shí)）	國(guó)內(nèi)	300	500
	國(guó)外	400	1200

3 目前國(guó)內(nèi)軸瓦內(nèi)圓拉床的狀況

目前國(guó)內(nèi)軸瓦內(nèi)圓拉床的一般狀況為：

夾具采用龍門結(jié)構(gòu)，但剛性不強(qiáng)，調(diào)整不方便；拉刀滑臺(tái)采用傳統(tǒng)的滑動(dòng)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間隙大，滑臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)精度差（0.016/1000），摩擦阻力大，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)油缸發(fā)熱量大，機(jī)術(shù)精度的穩(wěn)定性不好，一般一天要調(diào)整2～3次；另外，機(jī)床的下料、排屑均為人工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率不高。為使產(chǎn)品零件的精度和產(chǎn)量不斷提高，我們對(duì)拉床進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，以解決精度差、生產(chǎn)率低和穩(wěn)定性差等問題。

4 機(jī)床的總體布局

本機(jī)床采用臥式布置（指滑臺(tái)水平布置，見圖2），由夾具、拉胎、滑臺(tái)、拉刀、上料裝置、下料裝置以及電氣、液壓等部件所組成，其加工過程為：將零件放入上料裝置的集料槽中，滑臺(tái)從B點(diǎn)開始左行至A點(diǎn)，從集料槽中自動(dòng)取一片料，然后右行回到B點(diǎn)，同時(shí)將料帶到C點(diǎn)；頂料器在C點(diǎn)將料頂入拉胎內(nèi)，夾具中的夾緊裝置將零件夾緊，頂料器返回；滑臺(tái)再次左行，帶動(dòng)拉刀拉削工件到A點(diǎn)；再次取料，同時(shí)在C點(diǎn)將剛拉好的料下料；下料裝置隨著滑臺(tái)的再次右行將拉好的零件帶走并推入下料裝置理料槽中集放；待槽中的料放滿后人工取走。這樣，一個(gè)動(dòng)作循環(huán)便完成了。循環(huán)的所有動(dòng)作均在PLC機(jī)的控制下自動(dòng)進(jìn)行。

圖2機(jī)床總體布局
1.床身2.上料裝置3.夾具4.拉刀5.下料裝置
6.理料槽7.油缸8.控制電柜9.液壓站

5 機(jī)床的主要部件及技術(shù)要求

機(jī)床的夾具采用龍門式結(jié)構(gòu)（見圖3），具有支承拉胎、夾緊工件的功能。由于夾具要承受全部的拉削力，所以要有足夠的剛性，以抵擋拉削時(shí)大約20000N的沖擊力。

圖3夾具
1.微調(diào)螺母2.夾緊油缸3.夾具體4、6、10.拉桿5.斜槽滑塊7.平衡杠桿8、9.微調(diào)斜塊11.壓板12、21.拉胎13.刀具14.滑臺(tái)15.轉(zhuǎn)軸16.轉(zhuǎn)銷17.打料油缸18.打料杠桿19.擋塊20.打料滑塊

夾緊機(jī)構(gòu)是夾具的關(guān)鍵部件。*，要求在夾緊時(shí)不影響拉削過程，由于軸瓦的夾壓點(diǎn)在軸瓦對(duì)口面的鋼背上，而鋼背厚度為2.15mm，夾壓寬度zui大為2mm，故每次動(dòng)作時(shí)壓板的位置一定要準(zhǔn)確，以免壓多了碰刀，壓少了又壓不著。所以壓板要設(shè)定定位臺(tái)階。放松時(shí)壓板縮回要充分，以免下料時(shí)碰零件。第二，夾緊力要合適，一般夾壓力為檢測(cè)軸瓦高度時(shí)所施力的150%，本機(jī)為11000N，較為適宜。如果夾緊力太大，會(huì)在軸瓦夾壓點(diǎn)上留下夾壓的痕跡；夾緊力太小，軸瓦定位面與拉胎定位面的貼合率達(dá)不到80%以上，又會(huì)影響拉削精度的穩(wěn)定性。第三，軸瓦兩個(gè)對(duì)口面上夾壓力要相等，否則軸瓦便會(huì)在拉胎內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。本機(jī)床采用對(duì)稱的拉桿施力機(jī)構(gòu)，可使兩邊的夾壓力相等。第四，夾緊要自鎖，以免在拉削中油缸大量進(jìn)油時(shí)引起油壓波動(dòng)而影響產(chǎn)品精度的穩(wěn)定性。本機(jī)床采用斜面自鎖裝置，自鎖角度為13°（見圖3），能可靠地鎖緊。

拉胎是一個(gè)高精度的零件，夾具體上拉胎支承面也要求有較高的精度。但由于安裝后拉胎圓弧面的曲線與圓拉刀的軸線難以同心，所以拉胎在夾具上應(yīng)有上下左右的微量調(diào)整，見圖3。本機(jī)采用1∶100的斜面進(jìn)行調(diào)整，方便可靠，精度保持性良好。

由于軸瓦是個(gè)有彈性的零件，當(dāng)夾緊壓板松開后，零件一般不會(huì)自己掉下來，所以需要在鋼背上打擊一下。為了不把零件打傷，材料裝置（見圖3）中的打料杠桿有意削掉一部分，形成一個(gè)薄弱的缺口，以便增加彈性，緩沖打擊力，既避免打傷零件，又不影響加工的節(jié)拍。

滑臺(tái)（見圖4）是帶動(dòng)拉刀進(jìn)行切削的動(dòng)力部件，其好壞直接影響著零件的加工精度。本機(jī)床的滑臺(tái)為一油壓驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)，該滑臺(tái)要有較高的直線運(yùn)動(dòng)精度、較大的推動(dòng)力（本機(jī)油缸推力為35000N）和較高的運(yùn)動(dòng)速度。這不僅可以提率，而且可以改善零件的表面粗糙度和減少切削阻力。其滑臺(tái)的拉削速度為20m/min，返回速度為34m/min。而舊式的滑動(dòng)導(dǎo)軌滑臺(tái)是難以達(dá)到這些要求的，因此，本機(jī)床采用無間隙滾動(dòng)導(dǎo)軌，選用六個(gè)滑塊（每根導(dǎo)軌三個(gè)滑塊，見圖4），并提高了滑鞍的剛性和承載能力。由于滾動(dòng)導(dǎo)軌具有較高的直線運(yùn)動(dòng)精度（0.008/1000）和較小的滾動(dòng)摩擦系數(shù)（0.005），而且可以對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行預(yù)緊，形成無間隙滾動(dòng)，從而保證了滑臺(tái)在較大的負(fù)載阻力下能平穩(wěn)地作直線運(yùn)動(dòng)，不僅發(fā)熱較小，而且維修和更換都很方便。

圖4滑臺(tái)
1.滑塊2.滑鞍3.油缸4.壓板5.壓塊6.油缸支座7.導(dǎo)軌8.床身

滑臺(tái)油缸也是一個(gè)關(guān)鍵部件，由于滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度較高，所以油缸要有良好的緩沖裝置，以減小沖擊。本油缸采用前、后蓋可調(diào)緩沖裝置，見圖5。以后蓋為例，其原理為：當(dāng)件4進(jìn)入件3后，三角槽開始節(jié)流，A腔油通過三角槽進(jìn)入B腔；當(dāng)三角槽封閉后，A腔油經(jīng)過可調(diào)節(jié)流錐閥進(jìn)入B腔，從而形成比三角槽更小的節(jié)流，并形成緩沖。此種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的緩沖效果理想，即使機(jī)床在高速運(yùn)行后再停止，也感覺不到有沖擊現(xiàn)象。

圖5緩沖裝置
1.活塞2.缸筒3.節(jié)流環(huán)4.阻尼套5.節(jié)流錐閥6.油口7.擋鐵8.后蓋9.活塞桿10.鋼球11.彈簧12.三角槽

刀具與零件的加工質(zhì)量有著zui密切的關(guān)系。本機(jī)床的拉刀由9片圓形刀片用心軸貫穿鎖緊而成（見圖6），第1～第4片為粗切削刀片，每齒升量均為0.1mm，第5～第8片為切齒和校對(duì)齒，齒升量見表2。第9片為偏心安裝（心軸后部有個(gè)向下偏心2mm的臺(tái)階），用來切削軸瓦兩邊的油槽。整個(gè)拉刀由刀架固緊在滑鞍上，松開時(shí)每個(gè)刀片均可轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)?shù)镀p后，將刀片轉(zhuǎn)動(dòng)180°可繼續(xù)使用。另外，拉刀在使用之前研磨一下，這樣拉出的軸瓦精度穩(wěn)定，拉削面光亮如鏡，粗糙度可達(dá)Ra0.1μm；否則拉出的零件表面上有一條一條的痕跡。

圖6拉刀
1.鎖緊螺母2、4.隔套3.刀片5.心軸

齒號(hào)	4～5	5～6	6～7	7～8
齒升量（mm）	0.08	0.06	0.04	0.04

自動(dòng)上下料裝置對(duì)機(jī)床高速穩(wěn)定可靠地運(yùn)行作用非常大。上料裝置由集料槽和隔料器組成（見圖7）。集料槽可垂直集放15個(gè)軸瓦，在上料時(shí)，隔料器把上面的料與zui下面一片料隔開，以免在自動(dòng)上料時(shí)同時(shí)上兩片。下料裝置由滑塊式接料器與理料槽組成（見圖8），它們的動(dòng)作均以滑臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)之加以碰撞來完成。動(dòng)作為：滑臺(tái)左行至A點(diǎn)時(shí)，撞擊隔料器向左移——隔料，此時(shí)zui下面的一片料就落入滑臺(tái)上的頂料器上（待頂料器隨滑臺(tái)回到C點(diǎn)時(shí)，將料頂入拉胎內(nèi)），同時(shí)在C點(diǎn)已加工好的軸瓦，就被打落到下料滑塊的接料槽上；滑臺(tái)右行，隔料器在彈簧的作用下右移——放料，到B點(diǎn)時(shí)，下料滑塊撞到固定在床身上的理料槽，料被自動(dòng)移到理料槽中集放，放滿后（15件）就被工人取走。這樣，就完成了一個(gè)上下料循環(huán)。此上下料裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，用起來十分方便。

圖7上料裝置
1.托料板2.集料槽3.彈簧4.隔料板5.螺母6.頂料口7.撞塊8.滑臺(tái)9.支架

圖8下料裝置
1.滑臺(tái)2.推料器3.滑道4.滑塊5.拉簧6.理料槽7.支架

6 結(jié)束語(yǔ)

本機(jī)床經(jīng)用戶幾年的使用表明：能自動(dòng)正常運(yùn)行，故障少，精度穩(wěn)定。其穩(wěn)定精度為：壁厚公差為0.007mm，表面粗糙度為Ra0.1μm，生產(chǎn)率為650片/小時(shí)。本機(jī)床只需要更換拉胎部件、拉刀（同直徑不換）和調(diào)整集料槽，就可適應(yīng)不同種類、不同規(guī)格、不同材料軸瓦的加工，其不足之處是排屑不很理想