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絲錐磨床（chuáng）三角套筒的工藝分析

2022-5-9 來源：西北機器有限公司作者：韓曉妮

摘要: 10 mm 半自動數控絲錐磨床適合磨削各種標準三（sān）角螺紋（wén）的絲錐，也可以磨削螺（luó）紋塞規及其他（tā）同類型（xíng）的公製螺紋製品。適合用於固定產品類（lèi）型的大批量的生產，具（jù）有極高的生產率。

關鍵詞: 絲錐磨床; 三角套筒; 生產加工; 工藝

1、絲錐磨床主（zhǔ）要結構（gòu）及工作原理

本機床由床（chuáng）身、工作台、砂輪座、砂輪箱、尾架、傳動裝置、自（zì）動進給和自動補償機構、砂輪（lún）修正器、電器設備、油箱、冷（lěng）卻箱等部（bù）分組成。

1) 床身呈方形，機床（chuáng）各主要部分均安裝在床身上（shàng）。在床（chuáng）身上有縱橫 2 條導軌（guǐ）前麵導軌係和床身鑄為一體，工作台裝（zhuāng）在上麵，2 根橫導軌（guǐ）是固定在床身上的，平導軌及 V 型導軌上均放置帶有滾柱的保持架，砂輪座放在上麵，可輕便地沿著滾動導軌（guǐ）前後移動（dòng）。

2) 工作台與床身（shēn）上分別安裝（zhuāng） 2 條（tiáo）交叉（chā）滾柱導軌，在其上部也有 2 條導軌，尾架就放在上（shàng）麵，縱向進給絲（sī）杠，固定在工作台上，而螺母（mǔ）座是固定在床身上的。工作台的縱向移動是通過左端帶減（jiǎn）速機的伺服電機通過 1 對齒輪傳（chuán）到絲杠，帶動工作台縱向往複（fù）移動。

3) 砂輪（lún）座放置在機身的橫導軌上，砂輪座後（hòu）端安裝有砂輪座進給（gěi）伺服電（diàn）機，完成（chéng）砂輪座自動橫向進給機構和自動補（bǔ）償（cháng），砂輪座進給絲母安裝（zhuāng）砂輪座並（bìng）底部固（gù）定（dìng）在床身（shēn）上。砂輪座快進時，在帶（dài）減速器的進給伺服電機控（kòng）製下，快速推動其進給5 mm。

4) 砂輪箱用 4 個螺釘固定在砂（shā）輪座（zuò）上，砂輪座上的定心塊剛好鑲入砂輪箱上凹（āo）入的扇形槽內，當旋轉（zhuǎn）砂輪（lún）箱頂住絲杠（gàng）時，撥（bō）塊便（biàn）帶動砂輪箱上下移（yí）動，使之圍繞定心塊的中心轉一角度，使砂輪軸傾斜（xié），其角度值應根據磨製不同螺紋（wén）的螺距及中徑所計算（suàn）出（chū）螺紋升角來調節砂輪軸的傾斜角度。砂輪軸的轉動（dòng）由裝在砂輪座上的高度平衡的電機帶動，轉速通過調節皮帶輪的皮帶所在槽的不同位置來（lái）實現。

5) 尾架主要由下滑座、上滑座，以及三角套筒組成，下滑座是下底麵的 2 條導軌與工作台上的導軌配合，旋轉手柄便可由偏（piān）心（xīn）軸等零件夾緊。手柄（bǐng）為保證尾座頂尖與工作台頂尖水平（píng）方向同心的調節作用，刻度值為 0.005 mm，調節後由螺母緊固（gù）。拆卸頂尖時，需（xū）要旋轉手把，使之靠近（jìn）頂尖，扳動手柄即可。

6) 橫（héng）向進給機構和自動補償機構。本部件安裝在機床橫導軌（guǐ）的中部，砂輪座橫向進（jìn）給絲杠與進（jìn）給（gěi）伺服電機直連（lián），完成砂輪座自動橫向（xiàng）進給機構和自（zì）動補償，為砂輪箱的進給之用。工作時，砂輪座快速推進 5 mm 後，砂輪箱的進給伺（sì）服電機按（àn）計算機設定的進給量進給。當砂輪修整時，砂輪（lún）修正器在砂輪修正（zhèng）伺服電機驅動下，使托（tuō）板前進一個修整量，同（tóng）時，在計算機控製下，在橫向（xiàng）伺服電機（jī）驅動下，使砂輪（lún）座前進相應的距離，此距離與砂輪的修（xiū）整量一致，因而砂輪座得到補償，即砂輪修整後，不需再對刀。補償準確與否還與金剛筆鋒利（lì）程度、砂輪等因（yīn）素有關。調整砂輪修整量通過計算機（jī）設定參數，其修整量為0. 01、0．02、0．03 mm。7) 砂輪修整器。本部件固定在砂輪座（zuò）上。修整時由油缸（gāng）移動拉杆，帶動金（jīn）剛筆夾具回（huí）轉，從而達到修整作用。砂輪修整器中心和砂輪厚（hòu）度中心的對準由固定在鑲條上的螺釘來（lái）調節（jiē）。行程開關是用來使修整器往複及停止用的。砂輪修整的角（jiǎo）度由刻度尺示出。當（dāng）底座上的黑刻線對準刻（kè）度尺上的 60°刻線時，則修出的砂輪角度為 60°，當底座（zuò）上的紅刻線對準 55°刻線時，則修出的砂輪角度為 55°。

2、三角套筒工藝

1) 此三角套筒為絲錐磨床的關鍵（jiàn）零件，也為易損件。零件材料特（tè）殊，主要加工麵的精度要（yào）求及粗燥度要求比較高，對毛坯要求經過鍛造、正火處理，零件（jiàn）加（jiā）工過程中容易變形。技術要求及參數: ①三角套筒3個麵（miàn） A、B、C、三麵及 1 號（hào）錐度孔滲碳淬火 HＲC59 滲碳厚度 1．0 ～ 1．2。②平磨 A、B、C的粗燥度達 8 級以上，且 A、B、C 麵度平麵度允差 0.005。③莫氏錐孔（kǒng）中心線對平磨 A、B、C 的不平（píng）行（háng）度允差（chà） 0.010 /100。④莫氏錐孔中心線與三角形（xíng） A、B 麵的不對稱性允 0． 2。2) 材料分析，此（cǐ）零件材料為 20 Cr，直徑 Φ80，長 152 mm。材料為低淬（cuì）透性滲碳合金鋼，碳（tàn） C: 0．18 ～ 0．24; 矽（guī） Si: 0．17 ～0．37; 錳 Mn: 0．50 ～ 0．80; 鉻 Cr: 0.70 ～ 1．00。該鋼淬火、低溫回火後（hòu）具有良好的綜合力學性能，低（dī）溫（wēn）衝擊韌良好，正（zhèng）火（huǒ）範圍:溫度 920 ℃ ～ 950 ℃，硬度 156 ～ 179 HBS，20 Cr 回（huí）火脆（cuì）性不明顯，滲碳時（shí）鋼的晶粒有長大傾向，所以要求二次淬火，以提高心部韌性，不宜降（jiàng）溫淬火，該材（cái）料較好的淬透性，中等強度的韌性（xìng）。經過滲碳淬火表麵強化處（chù）理後，會獲得細針狀（zhuàng）回火馬氏體，硬度為 58 ～ 40 HＲC，為了提高表麵（miàn）耐磨性，需要進行滲碳（tàn）處理，然後再進行淬火和低溫（wēn）回火，從而保證表麵具有很高硬度和高耐磨性，而心部具有（yǒu）良好的韌性。

3、工藝流程

①鍛（duàn）件毛（máo）坯放加工量。② 正火處理 920 ℃ ～ 950 ℃。③裝夾定位，將工件（jiàn）固定在銑床上，保證底麵與床麵平整，銑36 上（shàng）麵，放加工量 2 ～ 2．5 mm，銑 47 兩麵按 51 做，銑長短 152按 157 做，均達粗糙度 6．3，銑 A、B、C 各（gè）麵放加工量 0．5 mm。④夾搞正: 鑽莫氏 1 號錐孔按 Φ9 鑽（zuàn）通，與各麵平行允差不大於0．1 mm; 鏜鉸莫氏 1 號錐孔留量（liàng） 0．1 ～ 0．15 mm，達粗燥度（dù） 7級; 考慮左端麵有 2．5 mm 留量（liàng），嚴格（gé）控（kòng）製錐孔大端尺寸，考慮各麵留量。⑤表麵滲碳處理: 孔表麵不（bú）允許有坑點，滲碳（tàn）前（qián）將孔清理幹淨。⑥鑽鉸莫氏 1 號錐孔留研量 0．04 ～ 0．05 mm，粗糙度達 7 級，( 按錐度按錐度 1∶20．047) 考慮左端留有 2．5 mm加工量。⑦劃線（xiàn）。⑧以錐孔定位（wèi），銑 36 上麵，47 兩麵各放磨量 0．2 ～ 0．25 mm，銑 152 右端麵成，粗燥度達 5 級 ( 考慮左（zuǒ）端麵放量 2 ～ 2．5) 銑 12 槽及 0．5 凹台（tái）成，12 + 0.2按 12 + 0．05做，均達（dá）粗糙（cāo）度（dù） 5 級，倒角加深留（liú）量。⑨ 夾搞正: 以錐（zhuī）孔定位，車 152 左端麵放量 0．3 ～ 0．4 mm ，車 Φ28 外圓留量 0．8 ～ 1 mm，車台肩麵及槽成。瑏瑠修光右上（shàng）端粗燥度 6 級銑麵，12 + 0．2按 12 + 0．1做，去毛刺，棱（léng）角。瑏瑡以錐孔定位，鏜（táng） Φ17 孔台成。瑏瑢淬火HＲC52。瑏瑣以錐孔為基準，搞正，磨 A、B、C 各麵，留精磨量0． 2 ～ 0． 25 mm。瑏瑤定性 120 ± 10℃ 24 h。瑏（chuān）瑥以錐孔定位，車Φ28 外圓及粗燥度 7 級端麵成。瑏瑦研錐孔成。瑏瑧以錐（zhuī）孔為（wéi）基準，精磨 A、B、C 麵（miàn）成。瑏瑨去毛刺，棱角砂光（guāng） 36 上端粗燥度 6級麵及槽成（chéng）。

4 、專用工（gōng）具

鏜床將莫氏（shì）一號（hào）錐孔（kǒng）及 Φ17 孔先按 Φ9 鑽通，留加工量0. 1 ～ 0．15 mm，待滲碳後鑽鉸錐孔留研量（liàng） 0．04 ～ 0．05 mm，最後用研磨（mó）芯子（zǐ）研錐孔成。錐（zhuī）度芯子（zǐ） ZF286 － 132，將（jiāng）錐度芯子裝入莫氏一號（hào）錐孔內，搞（gǎo）外端外圓與（yǔ） A、B、C 三麵平（píng）行，保證了零件精度要求（qiú）。

5、結語

經過小批量試製和裝配試車，此工藝流程的（de）編製和（hé）專（zhuān）用工具合理可行，解決了產品零件加工（gōng）過程的變形、易損問題，保證了加工後的尺寸（cùn）精度及粗燥度要求，滿足（zú）了零（líng）件質量要求和裝配需求，圓滿地解決了國產化自製件代替進口件的（de）研發任務，節（jiē）約了生產成本（běn），縮短了生（shēng）產周期（qī），為研發類似的產品提供了（le）詳細的參考。

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