基于卧式双面单工位版辊数控粗精镗车专用机床的夹具设计

2018-10-24施兆春华亮亮

机电信息 2018年30期

施兆春华亮亮

（1.南京工程学院，江苏南京211167；2.重庆威诺克智能装备股份有限公司，重庆402160）

0 引言

版辊也叫钢辊，又分空心辊和实心辊，带轴辊和非带轴辊，一般用于制版，滚筒表面镀铜，经过凹版电子雕刻机雕刻好图案，然后镀上一层铬。做好后交付印刷厂，常用于塑料包装的印刷。版辊大量用于印制电路板中，批量大、品种多，有压纹版辊、包装版辊、木纹版辊、壁纸版辊等等。

以往一般采用车床两头分别加工，两次加工的缺点是工人劳动强度大，技术水平要求高，生产效率低，最大的问题是两头锥孔同轴度不小于0.05 mm，版辊装配后使用，产品压印不均匀，不能符合要求。

1 产品特点

在与客户多次沟通后，我们总结了版辊生产的特点：多品种、中批量。所有品种加工内容相似，如图1所示，零件外径范围：100～350 mm；长度范围：300～1 100 mm；内孔直径范围：70～100 mm；内台阶端面直径：140 mm；锥孔范围：0°～32°。

图1 版辊工序图

加工完成后工件精度：（1）内锥孔：跳动≤0.02 mm；锥孔表面及倒角粗糙度Ra≤1.6；锥孔锥度误差≤10′。（2）内台阶端面：表面粗糙度Ra≤6.3。（3）综合精度：锥孔两端同轴度≤0.05 mm；锥孔与外圆同心度≤0.05 mm。

在了解产品特点后，我们设计的专机方案需解决的问题有：一是设备具有兼容性，能够加工客户现有多品种产品，更换品种方便；二是解决困扰客户的因两端锥孔分次加工不同心引起的产品压印不均匀问题；三是保证设备加工质量稳定可靠，加工效率高，让客户投资有高回报；四是将专机行业的先进技术充分应用到方案中，使设备既价廉物美又便于操作，让客户优先选用我们的方案。

2 设备技术属性

2.1 机床结构

如图2所示，数控机床为双面卧式结构，由床身部件1、数控滑台部件2、刀具部件3、数控镗车头部件4、夹具部件5等主要部件构成，其他部件有控制部件、气动部件、润滑部件、防护部件等。

图2 机床总图

2.2 机床动作

人工上料—对齐端面—定心夹紧—滑台快进—镗内锥孔、车内端面—滑台快退—夹具松开—人工下料—机床循环。

3 专用夹具设计

3.1 专用夹具的要求

（1）夹具两个短V型块定位，控制4个自由度，端面定位，控制1个自由度，共限制5个自由度，为欠定位，可满足工序要求；（2）夹具夹紧力由一个伺服电机驱动，通过联轴节驱动左旋及右旋滚珠丝杆带动V型块夹紧工件，夹紧力可通过系统设定伺服电机扭矩任意调节；（3）两个夹紧V型块，由丝杆行程控制距离，可相应夹紧不同直径的工件；（4）根据零件长度，沿直线导轨调整两组夹紧块的距离，满足不同长度工件要求；（5）两组夹具块调整好以后，必须考虑夹紧块的锁紧，保证夹具能克服轴向切削力，采用了液压控制的活塞锁紧直线导轨方法。

3.2 专用夹具的机械结构

如图3夹具主视图所示，专用夹具由夹具体1、螺钉2、安装座3、螺钉4、锥销5、轴承6、端盖7、螺钉8、隔套9、锁紧螺母10、左旋丝杆11、右旋丝杆12、螺钉13、缓冲垫14、螺钉15、电机座16、螺钉17、支撑条18、螺钉19、V型块20、螺钉21、键22、螺钉23、定位块24、定位块25、螺钉26、键27、结合套28、滑枕29、螺钉30共30个零件组成，左旋滚珠丝杆11与右旋滚珠丝杆12由结合套28固定连接，由同一个伺服电机驱动，伺服电机与左旋丝杆11由联轴节连接，左旋丝杆11及右旋丝杆12的螺母座分别固定一个V型块20，定位块24及定位块25固定在V型块20上，当伺服电机正转时，V型块20夹紧，反转时，V型块20松开，实现零件的夹紧与松开。左旋丝杆11及右旋丝杆12行程无极可调，零件直径调整范围100～350 mm。左旋丝杆左端由两个角接触球轴承6支撑，角接触球轴承外圈固定在安装座3中。安装座通过内六角螺钉4与夹具体1固定，采用锥销5定位；角接触球轴承6外圈轴向由端盖7固定；内圈采用隔套9轴向定位，再由锁紧螺母10固定。右端固定与左端固定同理，右旋轴承两端固定与左旋轴承同理。