轉鼓零件外圓車削工裝設計

■ 河南百匯環保科技股份有限公司 （新鄉 453002） 劉賓賓

■ ■新鄉豫新車輛換熱設備股份有限公司 （河南 453000） 吳方利

我公司自主研制的轉鼓擠漿機，主要用于紙漿在黑液提取、漂洗等工段的壓榨脫水。其核心零件轉鼓為一直徑1.8m、長度4.1m的鼓形零件（見圖1），該零件的加工難點在于轉鼓過濾網焊接前轉鼓外圓的車削加工（見圖2）。由于零件尺寸較大，且質量有5t多，如采用普通設備，不管選用普通臥式車床還是立式車床，都需要大型設備才能加工，本公司的所有設備都無法完成這道工序。如果采用外協加工，不僅加工費用高昂，而且工期無法保證。為此，公司決定讓技術部根據公司實際情況，設計一套工裝，專門用來加工轉鼓外圓。

圖1

我們接到任務后，先對車間現有設備考察了一番，發現有一臺20世紀70年代生產的CW6163車床已經廢棄，原因是設備使用年限太長，主軸跳動厲害，精度太差，但這臺車床的進給機構、拖板及刀架沒多大問題，另外導軌有5m長，且由于經常加工長度較短的零件，導軌磨損不算嚴重。為此，我們制定了一套改造方案，以這臺CW6163車床為基礎，主要利用原有進給機構、拖板、刀架及導軌部分，進行改造。

1.設計思路

（1）該零件要求φ1 780mm外圓與兩端軸頭軸承安裝處（即φ160mm外圓）同軸度不大于0.3mm，為此，設計工裝時，考慮將兩端軸頭軸承安裝處作為基準，加工φ1 780mm外圓。（備注：為了便于加工，該零件采用先將軸套分別與主、從動軸頭熱裝，隔套與軸管焊接，然后將兩軸頭與軸管熱裝的方法組合，完成后再加工兩端軸頭及鍵槽尺寸，如圖3所示，最后組焊鼓面及其它各部分）。

（2）重新設計一套工裝，將轉鼓軸承安裝處作為安裝轉鼓的基準，并另外提供一套動力系統，作為轉鼓旋轉的動力，安裝時保證轉鼓中心與車床主軸中心平行。

（3）車床改造：想辦法讓刀架移到中托板的最前端，讓車刀直接能接觸到轉鼓的外圓進行切削加工。

2.設計過程

（1）車床改造。①測繪原有CW6163車床相關尺寸，經測繪床身高為850mm，刀架中心高為1 150mm。②在小托板與中托板之間增加一50mm厚的過渡墊板，將過渡墊板用螺釘固定在中托板上，并將小托板旋轉90°固定在過渡墊板上，使其與中托板軸線平行（見圖4），此時，刀架中心高為1 200mm。

圖2

（2）工裝設計。①傳動系統計算?？紤]到轉鼓外圓為多條筋板呈人字形焊接在鼓面上，切削時為斷續切削，且由于在筋板下料及焊接過程中，都會存在誤差，這將導致轉鼓外圓不規則，切削量不均勻，為了延長刀具的使用壽命，故選取一較低的切削速度，取35m/min。則：vc＝πDn/1 000，其中vc為切削速度，取35m/min；π取3.14；D為工件外圓，即轉鼓外圓，取1 780mm；n為工件轉速，單位為r/min。經過計算得出n＝6.26 r/min。減速機選?。哼x用國茂擺線針輪減速機，型號為BWED53-187，速比i1＝187。電動機選?。翰殚啘p速機許用功率表后，選電動機型號為：Y132S-4，P＝5.5kW，n1＝1 440r/min。計算總速比：i＝n1/n＝1 440/6.26＝230。為了保證總數比及設備過載時的安全，在電動機與減速機之間增加一套帶傳動裝置，其速比為i2，i2＝i/i1＝230/187＝1.23，取電動機帶輪直徑D1＝240mm，則減速機帶輪直徑D2＝D1×i2＝295mm。②根據轉鼓軸承安裝部位的尺寸設計兩端軸承座及支架?？紤]到裝卸方便，將軸承座做成剖分式，在左軸承座中裝兩套圓柱滾子軸承NJ1032，右軸承座中裝入一套雙列調心滾子軸承23032，為了防止軸向竄動，在左軸承座右端布置一推力球軸承51132，在右軸承座右端蓋上設置一調節螺桿，用于調整軸向間隙，以控制軸向竄動量。左支架設計時考慮減速機、電動機的安裝及皮帶的張緊，支架、底座采用焊接結構，整個傳動裝置（見圖5）。

圖3 1.主動軸頭 2.軸套 3.軸管4.隔套 5.從動軸頭

圖 4

3.安裝、調整過程

（1）將軸承座與支架固定并配打錐銷定位，將支架與底座固定并配打錐銷定位，將底座按照預定位置放置，并將地腳螺栓穿入底座地腳孔中，在兩軸承座中裝入一經過加工的校驗棒，在車床的刀架上裝兩個百分表，分別測量校驗棒與車床導軌上下及前后的平行度，要求測量長度為3m，平行度控制在0.1mm以內，調整底座下邊的斜墊鐵，直至達到要求，最后將底座用地腳螺栓固定（見圖6）。

（2）安裝減速機、電動機、皮帶輪和聯軸器等其他部件。

（3）試車，將各軸承及端蓋裝在轉鼓軸頭指定位置，將聯軸器一端裝在減速機輸出軸上，另一端裝在轉鼓軸頭上，將轉鼓吊裝至指定位置，保證軸承位置與軸承座相對應，手動轉動轉鼓，調整軸向間隙，調整完成后，聯接聯軸器，起動電動機帶動轉鼓轉動，開始試車，為了提高工作效率，可在刀架上同時裝夾兩把車刀，兩刀尖相距3～4mm，由于是斷續切削，所以進刀時一定要緩慢，刀尖剛接觸到轉鼓外圓就停止進刀，長度方向進給量0.5～0.8mm/r，車床轉速260～360 r/min。第一刀加工時，必須時刻注意，以免因筋板焊接不規則，導致吃刀量突然增大，造成打刀。第一刀加工后，測量轉鼓外圓各尺寸是否一致，是否有“吃刀”或“讓刀”現象。一切正常后，可根據剩余加工量合理安排吃刀量及進給量，直至加工到圖樣規定的尺寸。

4.結語

通過該工裝的投入使用，解決了轉鼓的加工難題，降低了設備的制造成本，提高了該設備的市場競爭力。同時也為同類零件的加工，提供了一些參考。

圖5

圖6 1.刀架 2.連桿 3.百分表 4.校驗棒