辐射器腔体倒角机的设计与制造

2013-11-07陶本雄赵增博王创科

河南科技 2013年12期

陶本雄赵增博王创科

(陕西黄河集团有限公司，陕西西安 710043)

1 引言

陕西黄河集团有限公司(以下简称该公司)某新品天线辐射器零加其加工难度大、精度要求高、数量大(每套18000 多件)，特别在辐射器四周倒角(0.8 ×30°)时，因现有设备无法满足生产的需要，只能采用手工或铣床加工，所以加工速度慢，且倒角不规则，很难按时保质保量完成生产任务。随着该公司该产品批量的增加，数十万的零件倒角加工任务，这使车间大部分钳工、铣工都投入到辐射器腔体倒角加工生产当中。因生产效率低下，仍不能满足辐射器腔体倒角生产加工任务。市场还没有配套的设备，为解决这一紧迫矛盾，我们决定自行研制辐射器腔体倒角机。

2 技术原理

本装置采用了机械设计原理、材料力学原理、气缸传动原理、切削加工原理等原理。

工作机理:辐射器倒角机以气缸作为动力，用特制的芯块模具来实现辐射器零件定位及固定，将芯块固定在运动平台上;门型框架装上特殊刨刀，用气缸推动运动平台在圆柱直线导轨上运动，通过门型框架得以实现两侧倒角。

动力方面采用气缸控制推动平台在导轨上运动，气路采用三通手动气阀控制气缸活塞水平运动，气动控制方面采用手动模式和自动模式并存，并配合停机复位。

3 方案设计及技术保证

本设备的设计难点和关键点是刀具支架设计、刀具装夹设计、传动机构设计和定位芯块设计。设计方案经过计算、选型、校核和论证最终选定了本次优化的设计方案。

3.1 设计参数

1)动力控制: 气动控制

2)最大行程: 300(单位:mm)

3)倒角切削量: (0.8 ±0.1)×30°(单位:mm)

4)一次加工零件数: 5 -10 个

5)一次完成切削面: 2 个

6)一次循环时间: 3 -6 秒

3.2 刀具支架设计

刀具支架第一方案采用悬臂支撑结构，其优点为外形轻巧、节省材料，且对运动机构限制较少，但不稳定易产生扭矩和弹性变形，影响刀具支架的稳定性。

第二方案是门型框架结构，其结构稳定、抗冲击力强，在运动机构的冲击下产生的弹性变形很小，能满足要求。所以，我们否定第一方案，采用了门型框架结构。

3.3 刀具装夹设计

刀具装夹固定机构，要求气缸推动运动平台水平前行时在水平方向上固定不动，起到切削倒角作用。而在运动平台水平后行时，不起切削作用能旋转抬起，零件后行时不被划伤。刀具装夹机构用转轴联接、单方向移动，螺装顶丝紧固。前进方向上不能转动，只能在平台后行时向后旋转运动，故采用活动刀夹。

3.4 运动机构设计

运动机构由动力装置、运动平台、圆柱直线导轨构成。

对于运动机构的动力装置如采用液压传动，其优点是运动噪音小，运行平稳，但行程短，成本大。如采用气压传动机构，可利用车间及厂内现有气体资源完成传送过程，可大大节省生产成本。故此否定液压传动，采用气压传动机构。通过所需的推力计算选取相应的气缸直径为70mm 和行程300mm。

运动平台安装在圆柱直线导轨上，能很好保证其直线运动导向精度，从而保证零件加工精度。通过计算选取了圆柱直线导轨直径为20mm，长度为700mm，数量为2 根/套。

3.5 定位芯块设计、制作

按照辐射器内腔体尺寸及间隙配合方式，设计内腔固定芯块，保证与辐射器配合精度尺寸要求。采用45 号钢经精铣和淬火后再磨制而成。将芯块螺装固定在运动平台小车上，10 个芯块为一组，将辐射器零件安装到芯块上，间距小于2mm，这样一次可加工10 个零件倒角，每个零件一次倒两个面。另外两个面倒角用另一组模具芯块(外形相同，方向成90°，材质和加工方法相同)，5 个为一组，来实现倒角加工。

倒角机图纸设计完成后，经车间零件的加工、装配成型，最后调试。经检验和该公司专家评审组一致通过评审验收，完全达到设计参数，投入了使用。在使用倒角机对零件加工过程中，要及时将切屑用气枪吹掉，避免划伤零件。同时在芯块上装配零件时涂抹适量专用润滑液，保证零件内腔在装卸过程中不被划伤。以下为倒角机的设计图、实物图等。