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車床鉆孔攻螺紋加工方法及工裝設(shè)計(jì)

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車床加工時(shí)，零件連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，相對(duì)其他機(jī)床加工效率較高。但是對(duì)于零件較小、數(shù)量較多的情況，反復(fù)在卡盤上安裝與拆卸零件，輔助時(shí)間較長(zhǎng)，相對(duì)效率下降。為縮短輔助時(shí)間、提高加工效率，研究設(shè)計(jì)將刀具安裝在卡盤上連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，零件僅作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，更換零件時(shí)，刀具可以繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，且更換零件簡(jiǎn)單方便、時(shí)間短。

某公司加工一批六角螺母零件，規(guī)格M20，需要鉆孔、攻螺紋，采用將鉆頭或絲錐安裝在卡盤上進(jìn)行切削運(yùn)動(dòng)，零件安裝在刀架上進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方法，取得了較好的效果。

螺母結(jié)構(gòu)分析及加工特點(diǎn)

該螺母材料是45鋼，毛坯為冷鍛坯料，內(nèi)孔留2mm加工余量，外六方輪廓尺寸基本均勻，無(wú)需加工。加工時(shí)需要先去除內(nèi)孔2mm余量，然后用絲錐攻螺紋完成。用車床加工螺母絲扣是將單個(gè)螺母卡在三爪自定心卡盤上，然后用車刀加工內(nèi)孔及絲扣，或?qū)@頭、絲錐安裝在車床尾座上，用鉆頭鉆孔，用絲錐加工絲扣。采用上述兩種方法，都是將單個(gè)螺母毛坯安裝在卡盤上，螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，車刀或鉆頭（絲錐）作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，反復(fù)操作，耗時(shí)耗力，加工效率低。為提高加工速度，研究決定設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單工裝，將鉆頭或絲錐安裝在三爪自定心卡盤上，作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而待加工螺母安裝在工裝上，作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成加工模式。

鉆孔方式及工裝的設(shè)計(jì)使用

　　依據(jù)鉆頭或絲錐旋轉(zhuǎn)、螺母進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的思路，將鉆頭或絲錐安裝在三爪自定心卡盤上，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易工裝，待加工螺母安裝在工裝里，將工裝安裝在刀架上，由刀架進(jìn)行軸向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鉆孔方式和工裝設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 鉆孔方式及工裝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

1.車床卡盤 2.鉆頭 3.支撐彎板 4.刀架 5.聯(lián)接板

6.聯(lián)接螺栓 7.緊定螺栓 8.待加工螺母 9.底板

10.前端板 11.鉆套 12.上蓋板

　　安裝螺母的工裝由支撐彎板3、聯(lián)接板5、聯(lián)接螺栓6、定位螺栓7、鉆套11、上蓋板12、前端板10和底板9等組成。支撐彎板3安裝在車床刀架上，聯(lián)接板5兩側(cè)加工長(zhǎng)孔，由聯(lián)接螺栓6與支撐彎板聯(lián)接。由于存在長(zhǎng)孔，聯(lián)接板可以在支撐彎板上上下移動(dòng)，確定加工位置，緊定螺栓7安裝在上蓋板12上，待加工螺母安裝到工裝里后，擰緊螺栓，將其鎖住。鉆套11安裝在前端板里，用于引導(dǎo)鉆頭或絲錐，保證加工準(zhǔn)確。鉆套采用45鋼材料，淬火處理，以保證耐磨性。上蓋板12、前端板10、底板9和聯(lián)接板5等采用焊接方式組成整體。其寬度等于待加工螺母的六角最大尺寸。

　　加工前，先將鉆頭安裝在三爪自定心卡盤上鎖緊。然后將支撐板3安裝在車床刀架上，鎖緊。將工裝安裝到支撐板上，找平，將聯(lián)接螺栓擰上，稍稍擰緊一些。

　　首件加工，將待加工螺母從側(cè)面放到工裝里，以不超過(guò)工裝寬度為宜，擰緊緊定螺栓7，將螺母固定。找正。上下移動(dòng)聯(lián)接板5，垂直車床軸線移動(dòng)刀架中滑板，確定鉆套中心與車床回轉(zhuǎn)中心的位置，確認(rèn)兩者重合后，擰緊聯(lián)接螺栓6，鎖緊滑板，找正結(jié)束。加工開(kāi)始，主軸帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，向前軸向移動(dòng)刀架小滑板，鉆頭通過(guò)鉆套引導(dǎo)開(kāi)始鉆孔操作。鉆頭透過(guò)聯(lián)接板上的孔后，確定鉆孔結(jié)束。向后移動(dòng)刀架小滑板，鉆頭離開(kāi)工裝，松開(kāi)緊定螺栓7，從側(cè)面放入第二個(gè)螺母，首件螺母被擠出。再次擰緊緊定螺栓7，鎖緊螺母。移動(dòng)刀架小滑板，第二次加工開(kāi)始。整個(gè)加工過(guò)程鉆頭始終保持旋轉(zhuǎn)，僅是刀架作軸向移動(dòng)，由于首件加工找正已完成，后續(xù)加工無(wú)需找正過(guò)程，大大提高了加工效率。

絲錐攻螺紋工裝設(shè)計(jì)

　　在攻制內(nèi)螺紋時(shí)，為防止由于機(jī)床絲杠與絲錐之間產(chǎn)生的傳動(dòng)誤差，造成螺紋亂扣現(xiàn)象的發(fā)生，設(shè)計(jì)專用攻螺紋工裝卡頭，如圖2所示。

圖2 絲錐攻螺紋工裝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

1.絲錐 2.鉆套 3.緊定螺栓 4.卡箍 5.圓柱銷

　　卡箍4一端安裝在三爪自定心卡盤上，另一端里孔安裝鉆套，它既是鉆套的安裝套，又是鉆套的導(dǎo)向套，兩者配合為小間隙配合。在卡箍上軸向穿透加工長(zhǎng)孔，用以與圓柱銷5配合使用。鉆套用于夾持絲錐，該零件采用45鋼材料，淬火處理。圓柱銷5與鉆套為過(guò)盈配合，起到帶動(dòng)鉆套旋轉(zhuǎn)作用，并與卡箍上長(zhǎng)孔相配合，能使鉆套存在4mm的軸向竄動(dòng)，用以消除傳動(dòng)誤差，防止亂扣。緊定螺栓3主要起緊固絲錐作用。

　　攻螺紋套扣加工時(shí)，首先卸下鉆頭，將攻螺紋工裝卡頭安裝在三爪自定心卡盤上，鎖緊。安裝在刀架上的工裝位置保持不變，將準(zhǔn)備攻螺紋的螺母送入工裝中，擰緊圖1中的緊定螺栓7，即可攻螺紋。主軸帶動(dòng)絲錐轉(zhuǎn)動(dòng)，刀架向前移動(dòng)，當(dāng)絲錐的切削部分穿過(guò)螺母以后，主軸反轉(zhuǎn)退刀，刀架向后移動(dòng)，第一個(gè)螺母攻螺紋完成。接著送入第二個(gè)螺母，同時(shí)擠出第一個(gè)螺母，重復(fù)上述操作，如此循環(huán)即可。

結(jié)語(yǔ)

　　同樣的車床加工方式，利用簡(jiǎn)單工裝，改變刀具和零件的安裝位置，實(shí)現(xiàn)了刀具作切削運(yùn)動(dòng)、零件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加快了切削速度，簡(jiǎn)化了操作程序，省力省時(shí)，加工效率大為提高。

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