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    矩形彈簧拉緊機(jī)構(gòu)

    2018-09-28 00:12:34葉斌炳嚴(yán)偉
    智富時(shí)代 2018年8期

    葉斌炳 嚴(yán)偉

    【摘 要】伴隨生產(chǎn)制造業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)機(jī)械加工設(shè)備提出了更高的要求。加工中心不斷往大加工范圍的方向發(fā)展,多軸和少裝夾成為了近年來金屬加工的趨勢。因此不少機(jī)床開始配備各種功能附件頭的選項(xiàng)來增加加工范圍,因此附件頭自動(dòng)上下安裝給各機(jī)床設(shè)計(jì)廠家?guī)砹诵碌恼n題,本文設(shè)計(jì)采用矩形彈簧配套增力機(jī)構(gòu)做附件頭夾緊力來源,常態(tài)下為拉緊狀態(tài),避開傳統(tǒng)液壓夾緊的壓力不穩(wěn)定等因素,使夾緊結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定可靠。

    【關(guān)鍵詞】矩形彈簧;增力機(jī)構(gòu);附件頭

    一、前言

    機(jī)械加工設(shè)備的附件頭可以極大地增加機(jī)床原有的加工能力,可以達(dá)到五面體或多面加工的效果。附件頭在與機(jī)床相連接時(shí)候,是由機(jī)床主軸鼻端通過油缸夾緊附件頭上的拉釘來連接主軸與附件頭,當(dāng)不需要附件頭的時(shí)候又可以松開將頭存放在頭庫中。

    這中間夾緊附件頭的方式多采用油缸油壓夾緊,單向閥保壓的方式,這是傳統(tǒng)的夾緊機(jī)構(gòu),但是保壓完全依賴單個(gè)單向閥的保壓能力,可靠性低,安全性低,時(shí)間長了容易瀉壓,特別在壓力大的情況下。從而降低了加工精度,如果單向閥出現(xiàn)質(zhì)量問題更是會(huì)造成不安全的后果。

    二、夾緊機(jī)構(gòu)原理

    為了妥善解決上述問題,本文所設(shè)計(jì)的附件頭夾緊機(jī)構(gòu)采用純機(jī)械的結(jié)構(gòu),保證穩(wěn)定的夾緊力,避開液壓夾緊的弊端。該矩形彈簧拉緊機(jī)構(gòu)采用矩形彈簧拉緊,油壓松開的結(jié)構(gòu)形式,原理及器件構(gòu)成見圖1所示,整個(gè)矩形彈簧拉緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖示,按照具體結(jié)構(gòu)尺寸,設(shè)計(jì)選取的矩形彈簧型號(hào)為SJH63×38×102,自然狀態(tài)下彈簧長度為102mm,彈性系數(shù)為438N/mm,臨界壓縮尺寸為67mm。按圖1顯示為拉緊狀態(tài),根據(jù)計(jì)算,一個(gè)矩形彈簧可以提供7446N的力。

    該機(jī)構(gòu)前段設(shè)計(jì)有一套增力機(jī)構(gòu),由一個(gè)鋼珠實(shí)現(xiàn)力的傳遞,矩形彈簧帶動(dòng)中間拉體向后運(yùn)動(dòng),在中間拉體的斜面與鋼珠接觸,相對(duì)稱的兩個(gè)斜面提供相同的7446N的拉力,使鋼珠得到的向后拉力的合力相對(duì)原來矩形彈簧自身的拉力有3倍增力,由此計(jì)算一個(gè)拉刀機(jī)構(gòu)可以提供超過2T的拉緊力。松刀行程為14mm,需要13578N的壓力推活塞使松開,按照活塞面積計(jì)算得到需要6.5MPA的油壓力即可。具體尺寸和拉力還可以通過后端的感應(yīng)螺母來調(diào)節(jié),同時(shí)感應(yīng)拉緊和松開的信號(hào)。

    由圖2所示,主軸鼻端上的拉緊機(jī)構(gòu)拉緊附件頭上的拉釘來帶緊附件頭,圖3所示為主軸部分的過渡盤中布置拉緊機(jī)構(gòu)的位置和個(gè)數(shù),一般為4個(gè)均布的位置增加拉緊力。

    三、總結(jié)

    采用機(jī)械結(jié)構(gòu)來保證拉緊力,完全由矩形彈簧本身的彈力來提供拉緊力,常態(tài)下為拉緊狀態(tài),避開所有電氣控制的不安全因素,且應(yīng)用中機(jī)構(gòu)數(shù)量采用多個(gè),避開太依賴單個(gè)零件,大大降低了傳統(tǒng)油缸拉緊的不安全性,大幅提高穩(wěn)定性。

    綜上所述,該機(jī)構(gòu)通過調(diào)整拉緊力的提供方式,采用機(jī)械彈簧力來保證拉緊力,消除原來傳統(tǒng)的油壓拉緊方式的不安全因素,大大提高拉緊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,從而保證機(jī)床安裝附件頭后的剛性,提高機(jī)床裝上附件頭后的加工精度。

    【參考文獻(xiàn)】

    [1]鉆井封隔器用矩形截面彈簧的設(shè)計(jì)與校核[J]. 于洋,張怡. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(14)

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