翟曉飛

摘 要：伴隨著機(jī)械加工行業(yè)的不斷發(fā)展，為了使加工效率更快，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，對機(jī)械加工設(shè)備的配置和自動(dòng)化程度的要求也越來越高，數(shù)控機(jī)床和各種機(jī)器人搭配組成自動(dòng)線應(yīng)用而生，而為了使機(jī)器人更快、更準(zhǔn)的抓取零件，進(jìn)行上下料，主軸中心出水結(jié)構(gòu)的配置也成了必不可少的配置需求。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)線；主軸中心出水

在加工過程中，加工狀態(tài)不斷的變化，工件上難免會(huì)殘留有鐵屑，這就對零件的卡持和定位會(huì)產(chǎn)生一定的影響，對機(jī)器人的抓取動(dòng)作會(huì)產(chǎn)生干擾，致使抓取不準(zhǔn)確，破壞工件表面質(zhì)量，影響加工效果。主軸中心出水的配置就是運(yùn)用了水流對殘留在工件上的鐵屑的沖擊作用，從而沖走鐵屑，解決這一問題設(shè)計(jì)的。

一、設(shè)計(jì)背景

材料：45鋼退火或正火

圖1為江蘇常州某客戶的零件加工圖紙，加工處最大圓的直徑為27mm，切削參數(shù)為，切深ap=1.5mm，進(jìn)給f=0.2mm/r，轉(zhuǎn)速v=3m/s。

選用的機(jī)床i5T5.1配置的主電機(jī)型號(hào)為CTB-47P5ZGC10-60M5GP，額定功率為7.5kW，額定扭矩為104Nm，經(jīng)校核，符合該零件的加工需求。

為了將殘留在卡盤和零件里孔上的鐵屑清理干凈，降低卡盤對零件的卡持和定位誤差，減少鐵屑對機(jī)器人爪的干擾，更好的配合自動(dòng)線機(jī)器人的抓取，特此，設(shè)計(jì)主軸中心出水裝置，如下圖2。

二、工作原理

機(jī)床在加工程序開始的時(shí)候，給控制主軸中心出水的電磁閥一個(gè)信號(hào)，水從排屑器水箱被水泵抽出來通過膠管運(yùn)送至旋轉(zhuǎn)接頭的進(jìn)水口，然后通過回轉(zhuǎn)油缸、中空拉桿、噴嘴將水噴射在卡盤和加工零件的里孔，將殘留在里邊的鐵屑沖刷掉，加工結(jié)束，給電磁閥一個(gè)結(jié)束的信號(hào)，水泵停止工作，噴水也隨之結(jié)束，機(jī)器人將加工完成的零件抓取走。

三、設(shè)計(jì)思路及步驟

從主機(jī)排屑器水泵出水口位置引一路水路至卡盤處，對殘留在卡盤里孔和零件上的鐵屑沖刷清理，這就對卡盤油缸、旋轉(zhuǎn)接頭及中間環(huán)節(jié)的水路提出了特殊的要求，在該設(shè)計(jì)過程中，選用德國 SMW品牌，型號(hào)為SIN-S100的中實(shí)回轉(zhuǎn)油缸；旋轉(zhuǎn)接頭選用的品牌為日本RIX（Rocky Joint），型號(hào)為LA-1P12 ；卡盤選用的品牌為臺(tái)灣億川，型號(hào)為N-206A6。

（1）設(shè)計(jì)過渡盤將中實(shí)回轉(zhuǎn)油缸與主軸帶輪連接上，除了要考慮把合孔的大小尺寸外，還需要考慮過渡盤里孔與主軸的干涉問題，從結(jié)構(gòu)上避免干涉；

（2）設(shè)計(jì)中空拉桿將油缸和卡盤連接上，油缸把合孔大小M24，卡盤旋轉(zhuǎn)接頭連接尺寸M55X2，預(yù)留噴嘴連接用的螺紋孔，另外為了保證主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的平衡，要求拉桿制造時(shí)做動(dòng)平衡測試，≤1g；

（3）設(shè)計(jì)噴嘴連接件把合在拉桿頭部，選用型號(hào)為LQ15A//SD15的噴嘴安裝于拉桿上，通過旋轉(zhuǎn)噴嘴來調(diào)整水流噴射到的位置；

（4）設(shè)計(jì)合適的固定支架對旋轉(zhuǎn)接頭和中實(shí)回轉(zhuǎn)油缸的進(jìn)出油管進(jìn)行固定把接，防止管路在機(jī)床運(yùn)行的過程中甩動(dòng)，造成危險(xiǎn)；

（5）為了防止在拉桿和接頭的把合處出現(xiàn)漏水的隱患，增加型號(hào)為GB/T10708.1-2000/25X15X6.3的適用于安裝在液壓缸活塞桿上起單向密封作用的橡膠密封圈；

（6）整個(gè)水路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，由于標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)的空間結(jié)構(gòu)比較緊湊，該套中心出水的結(jié)構(gòu)比標(biāo)準(zhǔn)的卡盤油缸多了旋轉(zhuǎn)接頭，導(dǎo)致Z軸方向加長，標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)間內(nèi)部空間不夠容納整套主軸出水裝置，這就需要在原來標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)的左拉門上做出更改設(shè)計(jì)，考慮到設(shè)計(jì)制造的簡單和易操作性，將原拉門增加一個(gè)100mm高的鼓包，既滿足了使用要求，也不影響機(jī)床整體的美觀。

該套主軸中心出水結(jié)構(gòu)投放入客戶現(xiàn)場后，經(jīng)過為期幾個(gè)月的實(shí)際加工考驗(yàn)，已達(dá)到穩(wěn)定加工的狀態(tài)，起到了沖刷掉鐵屑的作用。相信隨著智能制造的推廣、自動(dòng)化加工的普及，機(jī)器人代替人力的現(xiàn)象也越來越多，這套主軸中心出水結(jié)構(gòu)配合各式各樣的加工自動(dòng)線也會(huì)更廣泛的出現(xiàn)在各個(gè)加工車間，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高客戶的加工效率，為客戶帶來更多的收益。

參考文獻(xiàn)：

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