機動攻絲摩擦片離合器式過載保護裝置的研制

陳國慶

摘要：本文系統地介紹了絲錐攻螺紋中常見的問題、產生的原因進行了分析；設計了攻絲輔具；解決了生產中的漏攻、絲錐打斷及螺紋質量差等幾個問題；分析、介紹了作者設計制作的機動攻絲摩擦片離合器式過載保護裝置的結構、原理、使用說明及其特點。

關鍵詞：自動攻絲裝置；車床；絲錐；攻螺紋；加工方法

1設計目的：

在車床上進行攻絲多見于軸類零件的端面中心部位。傳統的攻絲方法存在很大缺點：絲錐定心不準，很難保證尾座軸心線跟主軸軸心線重合，雖然結構簡單,但是使用不方便。使用時更大的缺陷是沒有保險裝置，當切削力過大時產生過大的切削扭矩、摩擦扭矩，會把絲錐折斷。對于在車、鉆床上攻制盲孔螺紋過程中，由于攻絲深度掌握不準，如果絲錐一碰到底，再攻進去，常會出現絲錐立即折斷現象，這種工具顯得更加危險，這樣造成了生產中由于絲錐頻繁折斷而帶來諸多麻煩，降低了生產率，且由于絲錐折斷所造成工件報廢的幾率也比較高，提高了生產成本。為解決此問題，我們在查閱大量有關資料的基礎上，設計制作了機動攻絲摩擦片離合器式過載保護 裝置。采用此裝置后，效果很好。

2原因分析：

針對以上情況，我們通過研究分析，認為加工中產生這些現象的重要原因有：

攻絲輔具造成的誤差；切削力和切削扭矩的增大，引起絲錐強度不足；攻絲系統變形，摩擦力矩增大，加工螺孔精度下降導致絲錐折斷；攻螺紋過程中產生的問題

3設計方案：

基于以上這些原因，我擬定了三種"機動攻絲過載保護 裝置"結構設計方案。

3.1方案一：

過載保護裝置采用摩擦片結構，其結構原理圖如圖3-1所示：

此方案利用摩擦片式保險攻絲夾頭，攻絲時，切削力通過花鍵套3，經摩擦片4與5傳到錐柄1上。在正常扭矩下，兩種摩擦片由于摩擦力的作用不會產生相對滑動。但當切削力所產生的扭矩超過內摩擦片與外摩擦片之間的摩擦力矩時，內摩擦片與外摩擦片之間會相互打滑，而使絲錐花鍵套隨著工件一起轉動，這樣就避免了絲錐折斷。

3.2方案二：

過載保護裝置采用鋼珠結構，其結構原理圖如圖3-2所示：

此方案利用鋼珠式保險攻絲夾頭，如圖所示，攻絲時，切削力通過外套7，經鋼珠6與彈簧5及頂柱4、柱套3、螺套2、共同作用傳到錐柄1上。在正常扭矩下，柱套3一端有八個均布頂柱4頂錐柄1上八個均布孔內的彈簧5，使彈簧壓緊鋼珠6與外套7端面上的八個孔 (八個孔比鋼珠直徑稍小)產生摩擦力，由于摩擦力的作用不會產生相對滑動，進行攻絲。但當切削力所產生的扭矩超過鋼珠與端面孔之間的摩擦力矩時，鋼珠與端面孔之間會相互打滑，而使絲錐、外套隨著工件一起轉動，這樣就避免了絲錐折斷。

3.3方案三：

過載保護裝置采用摩擦錐結構，其結構原理圖如圖3-3所示：

此方案利用摩擦錐保險攻絲夾頭，攻絲時，切削力通過摩擦外錐4與摩擦內錐套3傳到錐柄1上。在正常扭矩下，摩擦外錐與摩擦內錐由于摩擦力的作用不會產生相對滑動。但當切削力所產生的扭矩超過兩摩擦錐之間的摩擦力矩時，摩擦外錐與摩擦內錐之間會相互打滑，而使絲錐、摩擦外錐4隨著工件一起轉動，這樣就避免了絲錐折斷。

4 分析方案（一）

4.1結構及工作原理

結構。機動攻絲摩擦片離合器式過載保護 裝置，其結構如圖4-1所示。

機動攻絲摩擦片離合器式過載保護 裝置是由錐柄螺桿1、螺套2、彈簧3、花鍵套4、壓板5、內摩擦片6、外摩擦片7、擋銷8、深溝球軸承9、開槽圓柱頭螺栓10、開槽圓柱頭螺釘11、滑套12及開槽平端緊定螺釘13組成。

工作原理。它的結構原理附圖所示。攻絲前，先利用本裝置中的莫氏4號錐柄1裝入車床尾座套筒內，以保證攻螺紋時絲錐與主軸軸心線重合。同時把機用絲錐裝在滑套12內。攻絲時，首先轉動尾座手輪將絲錐頭部微量壓入事先打好的螺紋底孔孔口，手輪就停止轉動，開動機床，利用車床的旋轉運動進行攻絲，切削力由絲錐傳至滑套12，通過滑套12與開槽平端緊定螺釘13，經開槽圓柱頭螺釘11傳至花鍵套4，再由花鍵套的內花鍵與外摩擦片之間配合將切削扭矩傳至外摩擦片，然后通過轉動螺套2擠壓彈簧3進而壓緊內摩擦片與外摩擦片，利用外摩擦片與內摩擦片之間的摩擦力將外摩擦片的切削力矩經內摩擦片傳到錐柄上。當在正常扭矩下工作時，由于螺套擠壓彈簧作用，使內摩擦片與外摩擦片之間產生摩擦力矩與由絲錐傳來的各種綜合扭矩相平衡，這樣使內摩擦片與外摩擦片之間不會產生相對滑動，絲錐在安全扭矩下工作。此時，絲錐通過其緊固螺釘13帶動滑套12，在開槽圓柱頭螺釘11的導向下沿花鍵套4內孔軸向滑動，實現切削過程中的自動進刀。但當切削力所產生的扭矩超過內摩擦片與外摩擦片之間的摩擦力矩時，也就是超過了絲錐的極限載荷時，內摩擦片與外摩擦片之間會相互打滑，而使絲錐、滑套12、花鍵套4隨著工件一起轉動，這樣就避免了絲錐折斷。特點。當切削力過大時，可實現過載保護。在切削過程中當切削力達到絲錐的安全負荷時自動停止切削，避免了切削過程中由于絲錐折斷而帶來的諸多麻煩。該裝置操作便、省力,使用性能好，日常維護方便，成本低廉，應用于實際生產中可降地成本,提高生產效率，取得較好的經濟效益。

該裝置的使用也可實現絲錐的自動夾緊，自動定心，保證絲錐在切削過程中與機床保持精確的相對位置。切削前可預先給裝置一個預緊力，在螺套2和花鍵套4上均有刻度線，用來調節內摩擦片與外摩擦片之間的摩擦力矩的大小。可用于在攻不同公稱直徑的內螺紋時，調節合適的摩擦力矩，以適應不同的切削扭矩。例如，當攻M10X1.5的內螺紋時，切削扭矩為11.29N.m我們可以將螺套2順時針轉六圈半調節到相應的11.29N.m的刻度，使其在使用M10X1.5絲錐時起到保護作用。同樣當使用M12X1.5絲錐時，切削扭矩為14.18 N.m，我們可以將螺套2順時針轉三圈來實現保護M12X1.5的絲錐。這就是本裝置的兩個關鍵的特點，我們對摩擦力矩實現了量化，在加工過程中，我們只要通過調節螺套2即可使用不同型號的絲錐來加工，避免了加工時的盲目性，減少了操作者的工作量，使工作效率得到了極大的提高，同時減少了絲錐的損耗。

參考文獻

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