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螺紋專用車床的（de）改造

2020-4-27 來源：佛山市順（shùn）德區容桂職業技術學校作者：許大試

摘要：本文通過對加工螺紋專用車床的結構進行改造，使該機床的使（shǐ）用性能有了較大的提高，並提（tí）高了（le）零配件（jiàn）的使用（yòng）壽命，從而使車床工作安全可靠。通過此次改（gǎi）造，使客（kè）戶和本單位都收到較（jiào）高的經濟效益。

關鍵詞：脫落；極限位置；使用性能

0 引言

生產應用專機是企業提高（gāo）生產效率和經濟效益的重要手段，隻要能根據生產需要，對設備加以改進（jìn），提高設備的使用性能，便能收到良好的效果。為能滿足企業（yè）的加工，需用一種專門車削螺紋的機床，於（yú）是決定利用（yòng）現有（yǒu）的設備 C6132A 車床改製（zhì）成螺（luó）紋專用（yòng）車床（chuáng），以滿足客戶的（de）使（shǐ）用要求。

螺紋專用車床是廠家為了提高（gāo）生產效率，增加經（jīng）濟收入的一種主要設備，是用於車、削、管螺紋的一種專用機床（chuáng）。由於現有的 C6132A 普通車床，對產品的加工要求有一定差距（jù），而且有部分功能是用不上的。於是利用現有（yǒu）的產品 C6132A 車床改裝成螺紋專用車床，以滿足加工的使用要（yào）求。

1、螺紋專用車床的總體結構（gòu）

螺紋專用車床主要由：床身與床腳，床頭箱（xiāng），走刀箱，溜板箱，溜（liū）板部（bù）件（jiàn），掛輪，電機與電器等各部件組成。與普通車（chē）床相同，車螺紋專機主要由電機傳出動力，通過皮帶輪傳動（dòng）把動力傳入床頭箱（xiāng），再通過一係（xì）列的齒輪傳動（dòng）使主軸轉動（dòng）。而主軸獲得轉速是由電機轉速和齒（chǐ）輪變換傳動比獲得，最高轉速為 1400 轉/分。然後由床頭箱輸出掛輪，再傳入走刀箱，通過走刀箱變換齒（chǐ）輪獲得不同的

進給（gěi）量，最後再傳出絲杆，絲杆帶動溜板箱內的開合螺（luó）母，使（shǐ）溜板箱與溜（liū）板部件作直線移動，即獲得刀（dāo）具的切削螺紋運動。與普通車床不同的（de）是，溜板箱部（bù）件自動進（jìn）給機構（即杠杆傳遞（dì）動力（lì）部分及杠杆）已（yǐ）經取（qǔ）消，隻剩下開合螺（luó）母機構，這就隻能通（tōng）過絲杆來完成溜板（bǎn）部（bù）件（jiàn）作直線進給運動（dòng）的傳遞。

2 、車螺（luó）紋專機的改裝形式

車螺紋專機在原 C6132A 的基礎上作如下改動（dòng）：

①由於結構的需要，床身比原來加長 250mm，（即從原來車削長度 750mm 改（gǎi）為 1000mm），而（ér）傳動絲杆也相應加長 250mm。加長後床（chuáng）身導軌精度保持不變，（即國標要求為 0.02/1000mm）。

②取消尾座部件，小刀（dāo）架部件和中拖板橫向移（yí）動絲杆部（bù）件。而刀架則用專用刀盒代替。

③溜板箱內各傳動機構除開合螺母機構外全部取消。

3、車（chē）螺紋專機的試製及改造建議

車螺紋專機正（zhèng）式投入生產，由於部（bù）分零部（bù）件取消，所以在加工時節省了很多時間，通過一（yī）係列的零件加工，很快進入到部件安裝、總裝和調（diào）試，不到一個月時間便把產品交付企業使用。初時，企業對我們改裝的產品也（yě）很滿意。但經過一段時間使用後，企業又對車螺紋專機提出（chū）了新的要求：

①為（wéi）提高生產效率，要求把主軸的轉速提高 400-500轉/分。

②解（jiě）決掛輪過渡齒經常（cháng）崩齒現象。

③由於開合螺母由氣缸操縱，撞擊較大，容易導致開合螺（luó）母開合困難，而（ér）且經常發（fā）生脫落現象，撥塊也（yě）很容易撞崩，經常使用不到一個月就需要更換零件，因此要求徹底解決。

4 、車螺紋專機的（de）改造

針對（duì）企業提出的要求（qiú），組織有關人員進（jìn）行研究（jiū）解決，最（zuì）後決定采用如下的方案。

4.1 提高主（zhǔ）軸轉速

要提（tí）高主軸轉速，若改變床頭箱內的齒輪齒（chǐ）數，必需重新複查計算（suàn）傳動比，而且加工難度相應較大，也加重了成本，生產周期又加長（zhǎng）。

圖 1

通過測量數據，可以把主動輪（即電機皮（pí）帶輪（lún））直徑（jìng）加大，通過改變（biàn）傳動比來提高主軸轉（zhuǎn）速（sù）。這種方法加工較簡便，成（chéng）本也（yě）沒有提高。通（tōng）過把電機皮帶輪（lún）從原來的準104mm 改為準（zhǔn）136mm，通過計算傳動比，可以把（bǎ）主軸轉速提高 400 轉/分，達到了企業提出的要求。（如圖 1）

根據主軸轉速（sù）傳動比計算公式：

n =1420 ×104/192 ×20/20 ×65/35 ×35/35 ×0.98 ≈1420轉/分改造後主軸最（zuì）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（zhuǎn）速均未超過其支承滾動（dòng）軸承的極限轉速，這樣既節約了成本，又滿足了（le）客戶的要求。

4.2 提（tí）高過渡齒輪的使（shǐ）用壽命

在 C6132A 車（chē）床原設計（jì）時是考慮到（dào）切削（xuē）條件（jiàn）惡劣及安（ān）全等角度，可能出現各種事故，因此，掛齒輪過渡齒是用尼龍加工而成，主要起消音和保（bǎo）護（hù）作用。但現在改為車螺紋專機（jī），它的切削（xuē）力較小，加工條件比較好，所以我就從改變過渡掛齒輪（lún）的材料入手，因掛齒輪模數（shù）較小 m=1.75，齒的強（qiáng）度較弱。要改動需把齒輪模數加大來提高齒根的強度，這樣（yàng），齒輪外徑也相應增大。但床頭箱輸出軸到走刀箱輸入軸的中心距較小，而掛齒輪直徑（jìng）加大後，兩軸之間就裝不下成組掛輪，因此，此方法是行不通。如若在材料上作改變，以增（zēng）強（qiáng）齒的強度，其它的零件可以不變。若采用鑄鐵，這在過去（qù）的機（jī）床是應用較多的，而且鑄鐵齒輪耐磨，強度比尼龍齒輪要高，且加工性能較好，成本也較低，按正常使用齒輪是不易崩齒的。於是決定改（gǎi）用耐磨鑄鐵代替尼龍製造過渡齒輪。經過客戶試用，與我的設想吻合，基本上沒有出現崩齒現象。

4.3 保證開合（hé）螺母不脫落（luò）。提高（gāo）撥塊使用壽命，確保開合螺母的限位裝置。

4.3.1 克服對開合螺母脫落現（xiàn）象

圖 2

當撥塊處於（yú）該狀態時，螺母是合上的。（如圖（tú） 2（a）），當撥塊處於該狀態時，螺母打開至極限位置，此時螺母座上兩（liǎng）撥銷的直徑切點剛好與槽口相接（如圖 2（b））。而撥塊原設（shè）計寬度為 45mm，手動開合是滿足要（yào）求的。而現在使用氣（qì）缸操縱開合，衝擊力較大，使用次數多了，撥塊兩端槽口自然形成喇叭口，這時撥塊就不能限製撥銷的死點位置，至（zhì）使開合螺母脫落。針對出現的問題，通過分析研究，對溜板箱（xiāng）尺寸作了檢查，發覺（jiào）安裝撥塊的位置還有空間，可以讓撥塊（kuài）轉動，於是決定采用（yòng）較簡便又節約的方法。隻需把撥塊在原來的基礎上寬度方向每（měi）邊加大 5mm，（如圖 2 （c）（即把（bǎ）尺寸45mm 改為 55mm），通過改良試驗，使撥塊在打（dǎ）開到（dào）極（jí）限位置時，螺母（mǔ）座上兩撥銷的極限位置仍處於撥塊槽口5mm 內，（如圖 2（c））這樣，開合（hé）螺母即使撞寬了也不會（huì）輕易脫（tuō）落，而且螺母開（kāi）合（hé）起來就（jiù）比較暢順。收到較好的效（xiào）果。

4.3.2 提高（gāo）撥塊的使用性能

撥塊原來設計材料為鑄鐵，其特點是耐磨，但（dàn）較脆（cuì）性，撞（zhuàng）擊容易崩爛（làn），導致經（jīng）常要更（gèng）換，影響了機床（chuáng）的正常使用。針對該情況，筆者對箱體作了複查，由於（yú）位置限（xiàn）製，要（yào）把撥（bō）塊加厚已經不可能，隻能在材料變更（gèng）來考慮。將撥塊改用45# 材料，加（jiā）工後再進行熱處理，（一般采用淬火約 820 度和（hé）回火約 180 度），使工件硬度（dù）提高到大約 HRC45 度左右，提高了撥塊的耐磨性，使用（yòng）時就不那麽容易撞（zhuàng）爛。由於螺母座上的撥銷是（shì）用 45# 鋼（gāng）製成，又沒經過熱處理（lǐ），硬度比改良後的撥塊低，顯得較容易磨損，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（yìng）度、較好的耐磨（mó）性和抗彎強度高，韌性也較好。於是我采用準12mm 的高速鋼衝（chōng）針來製造撥銷，它的硬度達到 HRC55 度以上，比改良後的撥塊硬度高。經過（guò）使用試驗，其使用性能穩定，效果相當好，最（zuì）後經過（guò）客戶使用後也（yě）感到很滿意，至今也未聽到提出維修更換的要求。

4.3.3 螺母限位的確定（如圖（tú） 3）

圖 3

由於原（yuán）來開合螺母的互（hù）鎖、限（xiàn）位裝置已（yǐ）經（jīng）取（qǔ）消，沒有限位，螺母開多（duō）了便自動脫落。怎樣才能保證螺母打開（kāi）後不脫落（luò），達到使用要求。經過反複測量，決（jué）定在箱體加一定（dìng）位銷，在箱體上配作（zuò）一 M12 的螺絲孔，銷釘采用（yòng） M12 的螺絲擰入孔中，再利用 M12 螺母作自鎖，防止銷釘鬆脫。銷釘（dìng）直徑采用準12mm 作限位，這樣既達到對開（kāi）合螺母的限位效果，而且（qiě）方法較簡便，成本也較低，拆裝更換方便，對箱體使（shǐ）用（yòng）性能也沒有改變，大（dà）大（dà）地提高了（le）生產效率，得到單位和客戶的好評。

5 、結論

通過對螺紋專機的改（gǎi）良，使車螺紋專機的使（shǐ）用性能大大提高，從開始經常出現故障，經常維修，更換零件，到後來讓企業滿意，再也聽不到企業的維修要求。

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