牛頭刨床刀架上下移動(dòng)分析與改進(jìn)

摘 要：本文根據(jù)實(shí)際工作實(shí)踐，結(jié)合相關(guān)技術(shù)文件，分析牛頭刨床刀架上下移動(dòng)的原因及對(duì)加工工件質(zhì)量的影響，并對(duì)刀架機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，確保加工質(zhì)量，避免事故發(fā)生。

關(guān)鍵詞：牛頭刨床 刀架 絲桿 螺母 間隙 加工質(zhì)量

學(xué)校在推進(jìn)一體化教學(xué)中學(xué)生經(jīng)常使用牛頭刨床進(jìn)行工件表面、溝槽加工。機(jī)械設(shè)備零件的精度及零件之間配合精度，牛頭刨床刀架機(jī)構(gòu)零件之間的配合精度及穩(wěn)定性，對(duì)工件加工質(zhì)量起著關(guān)鍵性的作用。

一、牛頭刨床刀架使用存在的問(wèn)題

由于學(xué)校使用的 B650型號(hào)牛頭刨床比較老舊，學(xué)生在用牛頭刨床加工工件表面或溝槽過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)刀架有上下跳動(dòng)現(xiàn)象，加工工件表面變成斜面，也就是刀具行程近的地方比刀具行程遠(yuǎn)的地方加工余量大。有時(shí)候即使不轉(zhuǎn)動(dòng)垂直進(jìn)給手柄增加進(jìn)給量，刀具在行走時(shí)也有加工量加工，甚至在加工過(guò)程中，由于振動(dòng)，刀架也會(huì)忽然沖下一段距離。刀具突然增加切削深度，使加工余量大大增加，而且超出了加工余量的極限，不但刀具不能切削工件，而且會(huì)撞擊工件，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使刀具斷裂，甚至撞飛工件引發(fā)人身和設(shè)備事故。

二、牛頭刨刀架的分析

刀架傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要是用螺旋機(jī)構(gòu)組成，它將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，使刀架垂直上下進(jìn)給（圖1）。

螺旋機(jī)構(gòu)中的絲桿1和螺母2應(yīng)有較高的配合精度，有準(zhǔn)確的配合間隙。牛頭刨床刀架上下進(jìn)給都有嚴(yán)格的工作要求，以保證每一次走刀都能得到相同的加工余量。牛頭刨床在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，因絲桿1和螺母2的磨損，使絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)有間隙，當(dāng)?shù)都艽怪毕陆颠M(jìn)給時(shí)，絲桿上螺旋面與螺母下螺旋面相接觸，此時(shí)絲桿螺母間隙在下面，這時(shí)就有以下兩種情況出現(xiàn)。

1.刀架導(dǎo)軌之間的摩擦力大于刀架自身質(zhì)量

當(dāng)?shù)都軐?dǎo)軌之間的摩擦力大于刀架自身質(zhì)量時(shí)，絲桿螺母間隙仍然在下面，螺母沒有托住絲桿以及整個(gè)刀架部件的質(zhì)量，只是靠摩擦阻力的作用而不下落。但是，刀架導(dǎo)軌之間的摩擦力在導(dǎo)軌全長(zhǎng)不同位置是不一樣的，再加上牛頭刨床在加工過(guò)程中的振動(dòng)等因素，在工作中就會(huì)在某一瞬間，刀架質(zhì)量克服了摩擦阻力控制而突然下降，直到絲桿下螺旋面與螺母上螺旋面相接觸，由螺母托住刀架為止。

2.刀架導(dǎo)軌之間的摩擦力小于刀架自身質(zhì)量

當(dāng)?shù)都軐?dǎo)軌之間的摩擦力小于刀架自身質(zhì)量時(shí)，刀架質(zhì)量克服了摩擦阻力而下降，此時(shí)絲桿螺母間隙在上面。當(dāng)?shù)毒哌M(jìn)行工件表面切削加工時(shí)，刀具與工件表面有擠壓作用，工件產(chǎn)生對(duì)刀架向上的作用力，加上絲桿螺母上面有間隙，這時(shí)刀架向上移動(dòng)，刀架向上移動(dòng)又使絲桿螺母下面有間隙，當(dāng)?shù)都懿磺邢骷庸た粘袒乜s時(shí)，由于自身的質(zhì)量使刀架向下移動(dòng)。刀架的上下移動(dòng)使我們垂直進(jìn)給的加工余量得不到完全切削，而且在刀具切削過(guò)程中加工余量總是在變化的，這樣會(huì)嚴(yán)重影響工件加工質(zhì)量。

三、刀架機(jī)構(gòu)改進(jìn)

牛頭刨床的刀架屬于中等精度，主要作用是安裝刀具，可在垂直面內(nèi)回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，并可手動(dòng)垂直進(jìn)給。刀架上下進(jìn)給有嚴(yán)格的工作要求，在使用過(guò)程中，絲桿螺母的磨損，使得過(guò)程中產(chǎn)生刀架上下移動(dòng)和突然下降現(xiàn)象，影響加工零件質(zhì)量，甚至發(fā)生事故。為了滿足牛頭刨加工功能要求，消除上下進(jìn)給因零件磨損帶來(lái)的缺陷，我們對(duì)刀架的上下進(jìn)給機(jī)構(gòu)做一些合理的改進(jìn)，如圖2所示。

圖2

圖中絲桿1和螺母2的軸向間隙直接影響其傳動(dòng)的準(zhǔn)確性。雙向運(yùn)動(dòng)的絲桿螺母，為了消除間隙，可以在刀架絲桿1下面裝配螺母4，另外還在螺母2和螺母4之間裝配楔塊3，在調(diào)整時(shí)，松開螺母4上的螺釘，再擰動(dòng)楔塊3螺釘，使楔塊3向右移動(dòng)，以推動(dòng)帶有斜面的螺母4向下移動(dòng)，從而消除軸向間隙，最后再擰緊螺母4上的螺釘。

以上通過(guò)對(duì)牛頭刨床的刀架分析和合理改進(jìn)，首先對(duì)刀架進(jìn)行功能和技術(shù)分析，并對(duì)刀架的使用方法做了簡(jiǎn)單的介紹；其次分析刀架的兩個(gè)主要零件：絲桿、螺母，根據(jù)分析情況對(duì)它們之間的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)，通過(guò)消除絲桿螺母之間的間隙，也就消除了刀架上下移動(dòng)和突然下降的現(xiàn)象，保證了刀架能夠滿足機(jī)械產(chǎn)品加工的要求，保證了牛頭刨床的安全生產(chǎn)，增加了刀架的使用壽命。

（作者單位：海南省技師學(xué)院）