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輻射器腔體倒角機的設(shè)計與制造
陜西黃河集團有限公司 陶本雄 趙增博 王創(chuàng)科 2013/8/9 10:42:22
摘要：本文結(jié)合實際生產(chǎn)，從結(jié)構(gòu)的選擇、刀具的設(shè)計、氣動控制的設(shè)計等方面研制生產(chǎn)出腔體自動倒角機，成功解決了輻射器腔體零件四周倒角加工難題。
關(guān)鍵詞：輻射器 腔體倒角 運動機構(gòu)
1引言
我公司某新品天線輻射器零加其加工難度大、精度要求高、數(shù)量大（每套18000多件），特別在輻射器四周倒角（0.8×30°）時，因現(xiàn)有設(shè)備無法滿足生產(chǎn)的需要，只能采用手工或銑床加工，所以加工速度慢，且倒角不規(guī)則，很難按時保質(zhì)保量完成生產(chǎn)任務(wù)。隨著我公司該產(chǎn)品批量的增加，數(shù)十萬的零件倒角加工任務(wù)，這使我車間大部分鉗工、銑工都投入到輻射器腔體倒角加工生產(chǎn)當(dāng)中。因生產(chǎn)效率低下，仍不能滿足輻射器腔體倒角生產(chǎn)加工任務(wù)。市場還沒有配套的設(shè)備，為解決這一緊迫矛盾，我們決定自行研制輻射器腔體倒角機。
2技術(shù)原理
本裝置采用了機械設(shè)計原理、材料力學(xué)原理、氣缸傳動原理、切削加工原理等原理。
工作機理：輻射器倒角機以氣缸作為動力，用特制的芯塊模具來實現(xiàn)輻射器零件定位及固定，將芯塊固定在運動平臺上;門型框架裝上特殊刨刀，用氣缸推動運動平臺在圓柱直線導(dǎo)軌上運動，通過門型框架得以實現(xiàn)兩側(cè)倒角。
動力方面采用氣缸控制推動平臺在導(dǎo)軌上運動，氣路采用三通手動氣閥控制氣缸活塞水平運動，氣動控制方面采用手動模式和自動模式并存，并配合停機復(fù)位。
3方案設(shè)計及技術(shù)保證
本設(shè)備的設(shè)計難點和關(guān)鍵點是刀具支架設(shè)計、刀具裝夾設(shè)計、傳動機構(gòu)設(shè)計和定位芯塊設(shè)計。設(shè)計方案經(jīng)過計算、選型、校核和論證最終選定了本次優(yōu)化的設(shè)計方案。
3.1設(shè)計參數(shù)
1）動力控制：氣動控制
2)最大行程：300(單位:mm)
3)倒角切削量:（0.8±0.1）×30°(單位:mm)
4)一次加工零件數(shù)：5-10個
5)一次完成切削面：2個
6)一次循環(huán)時間：3-6秒
3.2刀具支架設(shè)計
刀具支架第一方案采用懸臂支撐結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點為外形輕巧、節(jié)省材料，且對運動機構(gòu)限制較少，但不穩(wěn)定易產(chǎn)生扭矩和彈性變形，影響刀具支架的穩(wěn)定性。
第二方案是門型框架結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗沖擊力強，在運動機構(gòu)的沖擊下產(chǎn)生的彈性變形很小，能滿足要求。所以，我們否定第一方案，采用了門型框架結(jié)構(gòu)。
3.3刀具裝夾設(shè)計
刀具裝夾固定機構(gòu)，要求氣缸推動運動平臺水平前行時在水平方向上固定不動，起到切削倒角作用。而在運動平臺水平后行時，不起切削作用能旋轉(zhuǎn)抬起，零件后行時不被劃傷。刀具裝夾機構(gòu)用轉(zhuǎn)軸聯(lián)接、單方向移動，螺裝頂絲緊固。前進(jìn)方向上不能轉(zhuǎn)動，只能在平臺后行時向后旋轉(zhuǎn)運動，故采用活動刀夾。
3.4運動機構(gòu)設(shè)計
運動機構(gòu)由動力裝置、運動平臺、圓柱直線導(dǎo)軌構(gòu)成。
對于運動機構(gòu)的動力裝置如采用液壓傳動，其優(yōu)點是運動噪音小，運行平穩(wěn)，但行程短，成本大。如采用氣壓傳動機構(gòu)，可利用車間及廠內(nèi)現(xiàn)有氣體資源完成傳送過程，可大大節(jié)省生產(chǎn)成本。故此否定液壓傳動，采用氣壓傳動機構(gòu)。通過所需的推力計算選取相應(yīng)的氣缸直徑為70mm和行程300mm。
運動平臺安裝在圓柱直線導(dǎo)軌上，能很好保證其直線運動導(dǎo)向精度，從而保證零件加工精度。通過計算選取了圓柱直線導(dǎo)軌直徑為20mm，長度為700mm，數(shù)量為2根/套。
3.5定位芯塊設(shè)計、制作
按照輻射器內(nèi)腔體尺寸及間隙配合方式，設(shè)計內(nèi)腔固定芯塊，保證與輻射器配合精度尺寸要求。采用45號鋼經(jīng)精銑和淬火后再磨制而成。將芯塊螺裝固定在運動平臺小車上，10個芯塊為一組，將輻射器零件安裝到芯塊上，間距小于2mm，這樣一次可加工10個零件倒角，每個零件一次倒兩個面。另外兩個面倒角用另一組模具芯塊（外形相同，方向成90°，材質(zhì)和加工方法相同），5個為一組，來實現(xiàn)倒角加工。
倒角機圖紙設(shè)計完成后，經(jīng)車間零件的加工、裝配成型，最后調(diào)試。經(jīng)檢驗和我公司專家評審組一致通過評審驗收，完全達(dá)到設(shè)計參數(shù)，投入了使用。在使用倒角機對零件加工過程中，要及時將切屑用氣槍吹掉，避免劃傷零件。同時在芯塊上裝配零件時涂抹適量專用潤滑液，保證零件內(nèi)腔在裝卸過程中不被劃傷。以下為倒角機的設(shè)計圖、實物圖等：
1.特制刨刀2.緊固螺栓3.門型框架4.活動刀架
5.輻射器零件6.輻射器芯塊7.運動平臺8.導(dǎo)套
9.導(dǎo)軌10.底板
4技術(shù)特征及性能
本項目為多組合、綜合型設(shè)計，通過機械、氣路等多方面的設(shè)計協(xié)調(diào)，完成整個設(shè)備的工作總成，具有較高復(fù)雜性和集成性。
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