一种新型倒角机的研制

　　摘　要：针对精度高、硬度高、形状简单的圆柱形零件倒圆角加工的特点，设计制造了一种新型柔性加工设备——倒角机。通过近一年在生产中的运行，证明该倒角机设计新颖、结构合理、加工可靠，是一台精度、节拍均满足生产线生产要求的理想加工设备。
　　关键词；柔性加工；倒角机
　　1　前言
　　目前，在机械加工中应用了许多柔性加工方法。如：抛光、研磨等。这里介绍一种新的柔性加工设备——用含有金刚砂粒的尼龙刷给圆柱形工件倒圆角的倒角机。
　　此加工设备是针对精度高、硬度高、形状简单的圆柱形零件倒圆角加工的需要而研制的。空调压缩机中Z重要的部件是电动机和泵，且电动机和泵做在一根轴上。这样，对支撑该轴的轴承有极高的要求。轴承采用滑动滚套，用粉末冶金压铸而成，其淬火硬度达62HRC。滚套零件如图1所示。
　　在对Ø47mm外圆，Ø31mm内孔，24mm两端面精磨达到精度和粗糙度要求后，要求将滚套两端面与内孔、外圆相交的棱角加工成R0.2±0.001mm的圆角，采用普通的加工方法根本无法实现。我们在查阅了大量国内外有关资料和相关加工方法的基础上，结合对滚套加工的具体要求，研制了两台倒角机，分别用于内孔和外圆倒角。该倒角机从原理、设计到制造在国内未见报道，已于1999年4月通过沈阳华润三洋压缩机有限公司验收并正式投入生产，至今已连续运行10个月，运转状况良好，获得专家和用户的一致好评。下面对倒角机做概要的介绍。
　　2　设备研制
　　机床传动原理如图2所示。自动上料机将工件送入倒角机内工件入口，托杆15在气缸驱动下自动将工件送到加工工位。上压辊6在气缸5驱动下压紧工件。电动机14通过齿轮机构使托辊16旋转，工件17在摩擦力带动下与托辊16同步转动。尼龙刷7在电动机1带动下旋转，电动机18通过滚珠丝杠10带动装有尼龙刷7、电动机1的滑板进给。两边的尼龙刷同时完成对内孔（另一台设备对外圆）的倒圆角加工。刷削过程中用强力冷却液冲刷加工面。完成加工后，尼龙刷退回，停转。托辊停转，上压辊升起，托杆将工件送到倒角机内工件出口，自动下料机构将工件自动送出。此设备从上料至出料全部自动完成，包含有机械、PLC、电动机、气动、液压、磁性除屑、排风等7个主要部分。下面对设备设计、调试过程中的装夹，加工所采取的主要措施作一简要介绍。
　　工件的装卡示意见图3。工件置于4个托辊上，上压辊压紧工件，从而完成对工件的定位和卡紧。托辊对工件起定位、支撑、带动旋转等多重作用。托辊采用T10材料，其支撑外圆对转轴径跳0.001mm，淬火硬度60HRC。工件与4个支撑托辊接触线在任意位置的接触率大于90%。上压辊对工件起压紧作用，采用H62，0Cr18Ni9银焊件。与工件接触的是H62，外端面包以不锈钢，保证在加工过程中对工件没有压痕，尼龙刷不会刷下铜屑粉附在尼龙刷和工件表面上。托辊4个定位孔在高精度镗床上一次加工而成，保证了支撑孔位置精度及对托辊的精度要求。上压辊采用弹簧弹性支撑，对工件的压紧力由弹簧力决定。在上压辊支撑上设有沿X轴、Z轴偏转调节装置。尼龙刷的作用是将工件的棱角刷成R0.2±0.001mm的圆角而对工件的外表面不能有任何损伤。尼龙刷由刷毛、刷体、连接轴组成。它是将W7粒度的金刚砂与热熔的尼龙、粘合剂混合均匀，经铸塑成Ø0.8mm的尼龙丝，再将尼龙丝剪短捆扎成圆柱形（刷外圆）和圆锥形（刷内孔）的刷头，刷头与连接轴铆接在一起而制成的。尼龙刷联接到轴承座8中的转轴上，此轴与电动机轴通过花键联接可轴向相对移动，在两者之间用压缩弹簧4撑开轴承座8和电动机1。当滑板进给至尼龙刷与工件接触时刷毛弯曲，同时在轴向与弹簧力达到动态平衡，这样在刷削过程中刷削力基本恒定，且在刷毛磨损2mm范围内仍能保证加工质量。
　　在加工过程中，工件以100r/min顺时针旋转，尼龙刷以400r/min逆时针旋转，从而Z大限度地提高了加工精度，使得由于设备零件加工、装配误差对加工精度的影响可以忽略不计。