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1 前言
在摩托车避震器部件生产中有很大批量的ψ20至ψ40直径，长度在300mm以下的低碳钢薄壁短管，需要在管身上加工如图1的几条环形槽。用车床加工这些环形槽，方法是将管套在一根心轴上，再夹持在主轴夹头与尾架之间旋转，用类似滚花的方法将工件槽滚压出来。尽管采用专门夹具加工，但由于装卸工件及走刀运动占用较多的辅助工时。一台车床每班(8小时)只能加工1000到1200件。为了提高效率，节省工时，我厂设计制造了压槽专机代替在车床上加工。利用专机一次将全部槽滚压出来，工件只需放进及取出，不用装夹。
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图1 2 工作原理
专机工作原理如图2，图3所示
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图2 工作原理图 （图片）
图3 齿轮传动系统 利用齿轮传动使滚压刀，支撑工件的滚轴沿箭头所指示的方向转动。将工件放到二根滚轴上面，左右两端各由定位铁定位。定位档铁锁定，其位置可调。由一对摇臂、一对滚轴、一对定位铁、中间小齿轮轴及齿轮Z3、Z4、Z5组成一个摆动机构。将偏心轮手柄向下压，偏心轮旋转将摇臂向上推，带动滚轴A，滚轴B，及工件一齐绕摇臂旋转中心O转动，由于工件中心与摇臂旋转中心O的距离有足够长度，摇臂摆动角度很小，所以工件近似垂直向上运动。滚压刀向工件施加压力使工件全部槽一次顺利滚压成形。加工后放开手柄，摇臂在重力作用下自动返回原位，取出已加工好的工件，再放另一个。全部时间只需3至5秒。各个轴的传动如图3齿轮传动系统所示。由于滚压刀直径选用80mm，滚轴直径40mm，所以滚压刀的传动齿轮Z6的齿数为滚轴传动齿轮Z3齿数的2倍。使滚刀的圆周的线速度与滚轴圆周的线速度相等，避免工件与滚轴产生相对滑动，减少磨损。摇臂旋转中心O与中间过渡大齿轮Z2中心重合，摇臂摆动时滚轴齿轮Z3与中间大齿轮Z2保持啮合并使工件近似垂直向上运动，令挤压力F作用点位置合理。各齿轮齿数分别为Z1＝18，Z2＝120，Z3＝Z4＝Z5＝18，Z6＝36。齿轮模数m＝2，滚压刀转速为140～150r/min。
3 专机结构
图4是专机的结构图。滚压刀采用组合式，根据各工件的长度、环形槽的数目和位置。由滚压刀13与套12组成，用螺母14锁紧。整个刀体放在左右墙板8、19的孔内。左右墙板孔为开合式，即半边孔在墙板上，另半边孔在左右压板10、17上。左右轴承16是滑动轴承，同样分成二个半边使安装滚压刀及套时装卸方便。左右压板将滚压刀体压紧在墙板上，用螺丝固定，摆臂旋转轴15、主动轴24和偏心轴2都安装在一对墙板上。采用双偏心轴顶左右摆臂令工作平稳。工件定位铁锁定在中间小齿轮轴上，可左右调整，保证工件放在正确位置加工。滚压刀用合金工具钢Cr12MoV制成，淬火至HRC58～60。用户要求使用寿命能加工10万件工件，实际上使用寿命是预定的3倍以上。滚轴用45号钢制造，淬火至HRC45左右，其工作寿命远长于刀的寿命。
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1.偏心轮 2.偏心轮轴 3.主动轴齿轮Z1 4.中间小齿轮Z4 5.滚轴A齿轮Z5 6.右摇臂 7.中间大齿轮Z2
8.右墙板 9.滚压刀齿轮Z6 10.右上压板 11.滚压刀轴 12.组合套 13.组合滚压刀 14.组合刀锁紧螺母 15.摇臂旋转轴 16.滑动轴承(左右各1个) 17.左上压板 18.左摇臂 19.左墙板 20.滚轴A 21.定位铁
22.中间小齿轮轴 23.传动齿轮 24.主动轴 25.减速箱齿轮 26.减速箱 27.机架 28.工件 29.滚轴B齿轮Z3
图4 装配示意图
4 工艺总结
开始设计这台专机时预计一台机一个人操作每班(8小时)加工3000到3500件。投产后实际上由于采用计件工资，工人积极性充分发挥，每班可加工多达6000件。一台专机代替5台小车床，产品质量亦有所提高，因为是一次成型，槽之间的距离更加准确。使生产成本大大降低。按照用户的要求，这台专机用人工扳动手柄来带动偏心轮转动，工人劳动强度较大。扳动力过轻压出来的槽深度不够，力量过大又浪费体力而且增加滚压刀及滚轴的磨损。为了减轻劳动强度，可以通过一个气动机构，利用汽缸活塞推动偏心轮转一定角度。关键在于调整合适的汽缸推动力，并要求气压保持稳定。亦可以利用一个传动机构，例如链条，使偏心轮轴不断地旋转，每转一周完成一个工件加工。这可用于极大批量加工同一直径(长度可以不同)的管。因为对不同直径的工件摇臂摆动幅度不同，需要不同偏心度的偏心轮配合。手动或气动时，偏心轮不作360度连续旋转，同一个偏心轮旋转不同角度即可使摇臂摆幅不同。
6/2/2004
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