轴瓦拉床设计及其分析

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1、轴瓦拉床设计及其分析2008/1/21/09:38    1　轴瓦简介　　轴瓦是用于发动机内曲轴轴颈等部位的滑动轴承，其构成是由一种以钢带为衬底、表面附着一层轴承合金的双金属钢带，并通过一系列的加工而成。这层轴承合金通常有三种：巴氏合金、铝锡合金和铜铅合金。本机是为绍兴纺织机械厂设计制造的用于加工EQ140-1主轴翻边瓦(图1)的内圆精加工拉床。此主轴翻边瓦的轴承合金为铝锡合金，拉床切削的部分即为轴承合金层部分。图1　EQ140-1主轴翻边瓦2　轴瓦内圆精加工工艺及特点　　轴瓦内圆精加工主要有两种方法，一种是镗削加工，一种是拉削加工，其各自的特点见表1。表1加

2、工方法镗削拉削壁厚精度(mm)国内0.0060.01国外0.0040.006表面粗糙度Ra（μm）国内0.40.4国外0.20.1生产率(件/小时)国内300500国外40012003　目前国内轴瓦内圆拉床的状况　　目前国内轴瓦内圆拉床的一般状况为：　　夹具采用龙门结构，但刚性不强，调整不方便；拉刀专用滑台采用传统的滑动导轨，导轨间隙大，滑台的直线运动精度差(0.016/1000)，摩擦阻力大，导致驱动油缸发热量大，机术精度的稳定性不好，一般一天要调整2～3次；另外，机床的下料、排屑均为人工操作，劳动强度大，生产效率不高。为使产品零件的精度和产量不断提高，我们

3、对拉床进行了重新设计，以解决精度差、生产率低和稳定性差等问题。4　机床的总体布局　　本机床采用卧式布置(指滑台水平布置，见图2)，由夹具、拉胎、滑台、拉刀、上料装置、下料装置以及电气、液压等部件所组成，其加工过程为：将零件放入上料装置的集料槽中，滑台从B点开始左行至A点，从集料槽中自动取一片料，然后右行回到B点，同时将料带到C点；顶料器在C点将料顶入拉胎内，夹具中的夹紧装置将零件夹紧，顶料器返回；滑台再次左行，带动拉刀拉削工件到A点；再次取料，同时在C点将刚拉好的料下料；下料装置随着滑台的再次右行将拉好的零件带走并推入下料装置理料槽中集放；待槽中的料放满后人工

4、取走。这样，一个动作循环便完成了。循环的所有动作均在PLC机的控制下自动进行。图2　机床总体布局1.床身　2.上料装置　3.夹具　4.拉刀　5.下料装置　6.理料槽　7.油缸　8.控制电柜　9.液压站　　　　　5　机床的主要部件及技术要求　　机床的夹具采用龙门式结构(见图3)，具有支承拉胎、夹紧工件的功能。由于夹具要承受全部的拉削力，所以要有足够的刚性，以抵挡拉削时大约20000N的冲击力。图3　夹具1.微调螺母　2.夹紧油缸　3.夹具体　4、6、10.拉杆　5.斜槽滑块　7.平衡杠杆　8、9.微调斜块　11.压板　12、21.拉胎　13.刀具　14.滑台　1

5、5.转轴　16.转销　17.打料油缸　18.打料杠杆　19.挡块　20.打料滑块　　夹紧机构是夹具的关键部件。第一，要求在夹紧时不影响拉削过程，由于轴瓦的夹压点在轴瓦对口面的钢背上，而钢背厚度为2.15mm，夹压宽度最大为2mm，故每次动作时压板的位置一定要准确，以免压多了碰刀，压少了又压不着。所以压板要设定定位台阶。放松时压板缩回要充分，以免下料时碰零件。第二，夹紧力要合适，一般夹压力为检测轴瓦高度时所施力的150%，本机为11000N，较为适宜。如果夹紧力太大，会在轴瓦夹压点上留下夹压的痕迹；夹紧力太小，轴瓦定位面与拉胎定位面的贴合率达不到80%以上，又会

6、影响拉削精度的稳定性。第三，轴瓦两个对口面上夹压力要相等，否则轴瓦便会在拉胎内转动。本机床采用对称的拉杆施力机构，可使两边的夹压力相等。第四，夹紧要自锁，以免在拉削中油缸大量进油时引起油压波动而影响产品精度的稳定性。本机床采用斜面自锁装置，自锁角度为13°(见图3)，能可靠地锁紧。　　拉胎是一个高精度的零件，夹具体上拉胎支承面也要求有较高的精度。但由于安装后拉胎圆弧面的曲线与圆拉刀的轴线难以同心，所以拉胎在夹具上应有上下左右的微量调整，见图3。本机采用1∶100的斜面进行调整，方便可靠，精度保持性良好。　　由于轴瓦是个有弹性的零件，当夹紧压板松开后，零件一般不

7、会自己掉下来，所以需要在钢背上打击一下。为了不把零件打伤，材料装置(见图3)中的打料杠杆有意削掉一部分，形成一个薄弱的缺口，以便增加弹性，缓冲打击力，既避免打伤零件，又不影响加工的节拍。　　滑台(见图4)是带动拉刀进行切削的动力部件，其好坏直接影响着零件的加工精度。本机床的滑台为一油压驱动滑台，该滑台要有较高的直线运动精度、较大的推动力(本机油缸推力为35000N)和较高的运动速度。这不仅可以提高效率，而且可以改善零件的表面粗糙度和减少切削阻力。其滑台的拉削速度为20m/min，返回速度为34m/min。而旧式的滑动导轨滑台是难以达到这些要求的，因此，本机床采

8、用无间隙滚动导轨，选用六个滑块(每根导