新型數控車床（chuáng）拔料器（qì）的設（shè）計-齒輪加工機床網-數控機床市場網

新型數控車床拔料器的設計

2017-2-24 來源：東方汽輪機有限公司作者：謝敏崔誌國

摘（zhāi）要:詳細介紹了一種新型（xíng）車床棒料拔料器的設計（jì），實現了一次裝夾完成一根棒料的加工（gōng），省去了大量的輔助時（shí）間，提高了生產效率。

關鍵詞:拔料器;一次裝夾;提高效率

1.前言

我（wǒ）公司中（zhōng）小件生產（chǎn）中，很多的螺（luó）栓，螺釘等小（xiǎo）型回轉類零件（jiàn）都是多件下料的。每加工完一件產品（pǐn）工人都要進行“開門—鬆卡爪—拔料—測尺寸—鎖緊卡爪—關門—調用程序”的操作，工件件數越多，輔助時間就越多，很不利（lì）於提高數控車床的利（lì）用率。隻有解決了如何高效的備送料這（zhè）個問題，才能充分發（fā）揮數控車床高精度、高（gāo）效率的特點，使用數控車床自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（yǒu）很多種，結合我公司實際，現對已（yǐ）有（yǒu）的幾（jǐ）種（zhǒng）拔料器進行比較。第一（yī）種，結構如圖1所示，這種拔（bá）料器的結構簡單，加工方便，但每次拔料時都要（yào）先用切槽刀切處一個預定尺寸的槽。該拔料器開口的尺寸固定（dìng），我公司生（shēng）產的（de）小型回（huí）轉類零件均屬小批量生產，產品的直徑尺寸變化較（jiào）多。如果選用這種拔料器就需（xū）要備有很多不同開口尺寸的，使用和保存起來都很不方便。第二種（zhǒng），結（jié）構如圖2所示，這種結構實現了開口（kǒu）大小（xiǎo）可調，僅需旋轉中（zhōng）間的一根螺杆就可調節。中間螺杆螺紋旋向（xiàng）不（bú）同可實現兩加緊塊同（tóng）步調節，但要（yào）求兩夾緊塊對中性較好，要保證同步調節，且對中性好就要使得螺杆和夾緊塊相配合的螺紋（wén）精度（dù）很高，加工難度大，總體的造價很高，不太經濟。兩夾緊塊夾緊毛坯時（shí）時純剛性的，這樣會使拔（bá）

圖（tú）2 拔料（liào）器機構示意圖（tú）

料器各處均有很大的應力，使（shǐ）用壽命會比較短。比較上述兩種拔料器且結（jié）合我公司實際可以得（dé）出新型的拔料（liào）器應具備以下特點，拔料器的開口大小可調，加工（gōng）簡單方便，對中性好，夾緊塊加緊時有一定的彈性（xìng），使（shǐ）用（yòng）方便，堅固耐用。

3.新型數控車床棒料拔料器的設計

根據（jù）我公司加工小型回轉類零件棒料（liào）毛坯多件下料，產品種類多，毛坯尺（chǐ）寸變（biàn）化多，產品均屬小批量的特點，還有上述（shù）兩種設計方案的分析，現在的（de）設計方案如圖3所示。這種結構能（néng）夠滿足我公司需求具備上述兩種設計的優點。

3.1刀柄的設計：該拔料器是安裝在數控（kòng）車（chē）床轉塔的（de）一個到位上的，刀體刀柄截麵必須（xū）符（fú）合標準（zhǔn），由於拔料時所需的力不是很（hěn）大所以選擇25mm×25mm的刀柄。

3.2刀體和滑塊配合導軌形式的選擇：滑動導軌的形式有很多種。導軌（guǐ）形式的選擇很大程度上決定了加工的難度和整個拔料器的造價。最常見的導軌組合形式有雙（shuāng）矩形、雙燕（yàn）尾、矩形和燕尾根據《機械設計（jì）手冊》常見的導軌組合形（xíng）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（wán）全能（néng）夠滿足滑塊導向（xiàng）的需要。各個配合麵的粗（cū）糙度均為Ra3.2，完全（quán）可以用數控線切割割出，成本較低，加工質量容易保證。刀體尺寸的確（què）定。刀體尺寸決定了拔料器開口的調節範圍。根據棒（bàng）料直徑變化範圍確定拔料器開口的調節範圍，然後確定（dìng）刀體（tǐ）的長度為180mm。最（zuì）終可得該拔料器（qì）的的開口調節（jiē）範圍是（shì）3.16mm～85mm。為使整個裝置比（bǐ）較小巧，確定刀體橫截麵尺寸為30mm×40mm。開口尺寸（cùn）靠螺紋調節，這種調節（jiē）方式確保了開口尺寸連（lián）續可調，為降低（dī）製造成本采用的是兩個短螺柱調節，這就使得螺柱的製（zhì）造（zào）精度不必和圖2方案中的螺柱精度那樣高。兩短螺柱分別調節保證開口尺寸也帶來了一些不便，兩夾（jiá）緊（jǐn）塊不能同（tóng）步調節對中性就會較差。為了（le）解決這一問（wèn）題可以在刀體的一（yī）側刻線，這樣在調節開口大小時對中性可以保證（zhèng），而且開口尺寸大小一目了然，方（fāng）便使用。

圖3 新（xīn）型拔料器結構圖

3.3彈簧板（bǎn）設計：彈簧板采用60Si2MnA彈簧鋼製造，查材料手冊知該材（cái）料熱軋條鋼的屈服強（qiáng）度b=1275MPa。根據棒料直徑確定（dìng）拔料器開口尺寸。一般情況下，開口尺寸要比棒料直徑小1～2mm，可以根據實際情況（kuàng）調節。取棒料毛坯為（wéi）d,巴黎（lí）傲氣開口大小為a,計算彈簧板的夾緊力（lì）。由於棒料材料的不（bú）同，被兩（liǎng）墊塊卡進的深度也不同，計算中取棒（bàng）料被兩墊塊各卡進Xmm，計算中取0.6mm。彈簧板的形變（biàn）量為（wéi）(2-X)/2mm（參見圖4）。相對於長度尺寸，彈簧（huáng）板的形（xíng）變量很小，可以忽略不計。因此隻需校核該拔料器能拉（lā）拔棒料的最大重量即可。在拉拔（bá）棒料的過程（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（què）定：由於在棒料毛坯的後端無支撐（chēng），因此棒料不能太長，否則會引起棒料的震顫，從而影響（xiǎng）車床車削零件的（de）精度。棒料長度與棒（bàng）料的直徑和材料的密（mì）度有關，一般情況下棒料的長度應（yīng）該小於5 0 0 m m。當棒料的直徑較大時可以（yǐ）取較長的棒料，棒料的材料密度（dù）較小（xiǎo）時也（yě）可以取較長的棒料；當棒（bàng）料的（de）直徑較小時應該取較短的棒料，太長會使棒料後端下垂（chuí），增（zēng）大震顫，棒料的密度較大時應該取較短的棒料。棒料的最佳長度已根（gēn）據實際情況試切確定。

圖4 簡化圖

4.2使用方法（fǎ）：先將（jiāng）開口尺寸按棒（bàng）料的直徑調節好，注意按刀體刻線對中，將拔料器（qì）安裝在車床的一個刀位上，使用（yòng）時按調用刀具（jù）來調用拔料器使用。

4 .3驗證：在CAK6136數控臥式車床上加工M20×45的內六角螺釘，該機床主軸孔徑是Φ52mm,係統是FANUC-0T，控（kòng）製（zhì）車床卡抓夾緊/鬆（sōng）開的指令是M10/M11。使用毛坯為（wéi）φ45的棒料5件一（yī）起下料，工人隻需在一次裝夾棒料，調整好棒料的伸出長度、對刀並且按實測拔料長（zhǎng）度修訂（dìng）程序，使拔（bá）料長度誤差在0.5mm以內（nèi），啟動程序即可。每加工完一件產品機床自動進行“鬆卡爪—拔料— 鎖緊卡爪—調用程序”的操作。該拔料器滿足了連續加工的要求，單件（jiàn）零件的加工的輔（fǔ）助時（shí）間比以前（qián）減少（shǎo）了2～3分鍾。

5.結論

該拔料器的使用節省了大量（liàng）的機床輔助時間，而且減輕了工人的勞動強度，實現了工人一次裝（zhuāng）夾完成一（yī）根棒料的加（jiā）工，在批量生（shēng）產（chǎn）中很大幅度的提高了生產效率。拔料器的開口大小可調，使用方便（biàn），可以適用於（yú）多種不同直徑的棒料的（de）加工。組成拔料器（qì）的各零件均製造簡單，加工成本很低，易磨損的零件墊塊更換（huàn）方便。該（gāi）拔料器的設計思想和（hé）應用為其它數控機床（chuáng）工具的研製確定了指導思想，可（kě）以為其他NC工具的研製所借鑒。

圖5 加工零（líng）件圖

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