小型电动注塑机改造普通车床加工复杂螺杆

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小型电动注塑机改造普通车床加工复杂螺杆
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小型电动注塑机改造普通车床加工复杂螺杆

 

关键词:机床,电动机

简介:螺杆轴是某挤出设备的关键件,其A、B、C三段螺纹的导程和根部的锥度都不同,主要参数见表1。在CA6140机床上实现具有3种导程、3种锥度螺杆轴的加工是本次改造的主要目的。  . A段 B段 C段  导

螺杆轴是某挤出设备的关键件,其A、B、C三段螺纹的导程和根部的锥度都不同,主要参数见表1。在CA6140机床上实现具有3种导程、3种锥度螺杆轴的加工是本次改造的主要目的。

. A段 B段 C段

导程(mm) 63 60 48

螺纹根部锥度 1:78 1:57 1:40

头数 2 2 1

长度(mm) 220 241 345

旋向 右 右 右

1 主运动

主运动为刀具的转动。本次改造设计是将CA6140机床刀架部分的转盘、小拖板及刀架卸掉,在横拖板上面装上自行设计的铣头、磨头或砂带磨削装注塑机不储料置,可实现工件的粗、精及光整加工。

2 进给运动

机床的进给运动主要有:工件的圆周进给(工件的转动)、刀具的纵向进给(螺杆导程的实现)及横向进给(螺杆锥度的实现)。

1) 工件的圆周进给运动

被加工螺杆由CA6140机床卡盘夹紧、尾架顶尖支撑作圆周进给运动,其转速为1r/min。由于主轴最低转速为10r/min,因此在机床主电动机和主轴箱皮带轮之间增加了一个降速比为10的二级齿轮减速器。

2) 刀具的纵向进给运动

刀具的纵向进给运动要满足工件的导程实现,即工件转1转刀具必须均匀地前进1个导程,因此纵向进给必须由丝杠带动。在工件要求的3个导程值中,CA6140机床只能实现48mm,而63mm和60mm却不能实现。经几种方案比较,确定调整进给箱中基本组齿轮的齿数,具体说明如二次顶出机构英语下。

图1 CA6140机床进给箱基本组传动系统简图

CA6140机床进给箱中基本组的传动系统如图1所示,各齿轮的参数如表2所示。调整的原则是尽量不影响CA6140机床所能加工的常用公制螺纹种类。而u基=Z1/Z9=19/14=9.5/7和u基=Z5/Z11=26/28两对传动比在公制螺纹加工中没有用到,因此选择调整Z5、Z1、Z9的齿数。

. Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12

齿数

模数

变位系数 19

3.75

0.16 20

3.75

-0.349 36

2.25

-0.465 33

2.25

1.124 26

2.25

1.124 28

2.25

0 36

2

-0.71 32

2

1.5 14

3.75

0.159 21

2.25

0 28

2.25

0 28

2

0.244

CA6140机床公制螺纹计算式为S=7u扩u基u倍 (1)

式中:S——工件螺纹导程

u扩、u基、u倍——扩大组、基本组、增倍组的传动比

当被加工的导程为60mm时,u扩=16,u倍=1/2,故u基=7.5/7=30/28。将图1中的齿轮Z5的齿数改丰铁塑机广州有限公司为30,模数不变,就能实现导程60mm的加工。由于轴Ⅰ轴Ⅱ中心距为63±0.05mm,因此改后的齿轮Z5须进行变位。经计算,齿轮Z5(30)的变位系数为-0.8496。同理,当被加工导程为63mm时,根据式(1)有u基=9/8=18/16。将图1中齿轮Z1的齿数改为18,模数仍为3.75,变位系数为-0.19,Z9的齿数改为16,模数仍为3.75,变位系数为零。验算调整后齿轮的中心距误差,均小于原图纸标注公差(±0.05mm),这样就能实现3种导程的加工。

3) 刀具的横向进给

由于被加工螺杆齿形根部有锥度要求,因此在刀具实现纵向进给运动时必须同时作横向进给运动,这就需要光杠带动溜板箱内的横向机动进给机构。由于CA6140机床开合螺母和机动进给的纵、横向是互锁的,所以必须消除开合螺母和横向机动进给手柄的互锁功能。朗逸注塑机具体做法如图2所示,图a表示开合螺母合上,纵、横机动进给都不能实现。将件2的双阴影部分去掉,如图b所示,这样在开合螺母合上的同时,横向进给操纵杆1就能转动,从而使横向进给也得以实现。

1.横向进给操纵杆 2.开合螺母操纵轴 3.纵向进给操纵杆

图2 消除开合螺母和横向机动进给互锁原理

图3是实现螺纹根部锥度部分的传动系统图(省略原溜板箱中的纵向进给部分),图中右边部分为固定在床身尾部上的锥度变速箱。传动路线为:丝杠(t=12mm)→锥度变速箱(u锥)→光杠→36/32→32/56→M1(超越离合器)→M2(安全离合器)→4/29→40/48(或40/30→30/48)→M3→48/48→59/18→横向进给小丝杠(t=5mm)。

图3 实现螺纹根部锥度加工传动系统图

所以,丝杠转1转,纵向进给量f纵=1×12=12mm,横向进给量f瓦楞纸箱裱纸横=1×u锥×(36/32)×(32/56)× (4/29)×(40/48)×(48/48)×(59/18)×5=1.211u锥mm。

因为锥度=2f横/f纵,所以实现3种锥度:1:78、1:57、1:40,锥度变速箱的传动比u锥为u锥={u1,u2,u3}={0.0635,0.087,0.1238},齿轮参数如表3所示。锥度误差见表4。

表3

. Z13 Z14 Z15 Z16 Z17 Z18 Z19 Z20 Z21 Z22

齿数

模数

变位系数 36

2

0 18

2

0 18

2

0 54

2

0 29

2

1.1 19

2

0.8962 24

2

0 46

2

0 50

2

0 39

2

0

表4

理论值 实际值 相对误差(%)

1:78

1:57

1:40 1:78.23

1:56.98

1:39.98 0.294

-0.039

-0.054

由于横向进给运动是由丝杠带动光杠实现的,因此工作时CA6140机床进给箱中的丝、光杠转换离合器应使丝杠接通。为保证纵、横进给之间的严格传动比,溜板箱中靠摩擦传递运动的传动副超越离合器(M1)和安全离合器(M2)应加以固定,以保证加工过程中瞬时传动比不发生变化。另外,为了便于调整工件注塑机螺杆三小件作用和刀具的相对位置,锥度变速箱中的单手柄操纵机构应设置一个空档位置。

关键词:机床,电动机

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