弯板式斜度机械调整卡具结构设计

邱玉良，李立丰，彭鑫亮，王 凯

（1.荣成华东锻压机床股份有限公司，山东 荣成 264300；2.山东迈特力重机有限公司，山东 德州 251200）

目前，机械压力机广泛使用的飞轮及支撑套等主要零件内部通常需要加工长深斜孔，用于对机械压力机主传动回转部位进行润滑，还有部分圆盘类零件也需要侧面进行垂直、斜孔钻削或面的铣削加工。如何将飞轮、支撑套或圆盘类等零件牢固装夹固定在钻床或龙门铣床工作台或地平台基面上，并实现细长深斜孔钻削或面的铣削加工就成为了机械加工过程中的难题。

一方面的问题是：上述零件垂直或准确倾斜需要角度并固定于工作台或地平台基面上，装夹固定比较困难，人工装夹用时比较长，效率低且工人劳动强度大。

另一方面的问题是：上述零件斜度调整定位精度较低，一般倾斜角精度在0.5°左右，人工操作加工零件精度低、质量差。

所以，需要一种专用的弯板式斜度机械调整卡具装置及方法来满足钻床、龙门铣床装夹工件并进行直、斜孔或面不同零件精密加工特殊要求。

1 弯板式斜度机械调整卡具结构

弯板式斜度机械调整卡具装置包括卡具体、旋转台板、铰轴、齿轮轴、轴承、法兰盘、蜗轮箱、角度显数器和电机，如图1所示。

图1 弯板式斜度机械调整卡具装置

卡具体底面设有多处槽孔，通过T型螺栓紧固于钻床、龙门铣床工作台或地平台基面上。卡具体的中间立板一侧面加工有梯形槽及V形定位块，中部还设有方槽孔，方槽孔内装有旋转台板的扇形齿，卡具体的中间立板另一侧面设有两个凸起支架，支架与旋转台板背面两侧凸起支架铰接在一起，铰轴与旋转台板背面两侧凸起支架内孔间设有自润滑铜套，铰轴外端用螺钉固定在卡具体上，卡具体的两边侧立板上设有旋转台板导轨槽；旋转台板上面加工有梯形槽及V形定位块，旋转台板背面有90°扇形齿与齿轮轴啮合；齿轮轴穿过卡具体的左右侧板，一端安装轴承及法兰盘，用螺钉固定于卡具体支座上，另一端穿过侧板及轴承与蜗轮连接。

蜗轮箱通过螺栓固定在卡具体的侧板上，蜗轮箱包括蜗轮、蜗杆、蜗轮箱体、调整垫、蜗轮压盖，蜗轮与蜗杆啮合，安装在蜗轮箱体内，蜗轮下端设有调整垫，上端设有蜗轮压盖，蜗杆左端伸出端盖并安装有角度显数器，蜗杆右端通过联轴套与电机相连，电机固定于蜗轮箱同侧卡具体的侧板上，具体结构论述如下。

1.1 卡具体与旋转台结构

如图2所示，卡具体1底面设有多处槽孔，通过T型螺栓将卡具体连接紧固于钻床、龙门铣床工作台或地平台基面上。卡具体1的中间立板一侧面加工有梯形槽及V形定位块，其立板中部还设有一方槽孔，方槽孔内设有旋转台板2背面凸起的扇形齿；卡具体1的中间立板背面两侧凸起两支架，支架内孔穿过铰轴与旋转台板2背面两侧凸起两支架通过铰轴连接在一起，铰轴与旋转台板2背面两侧凸起支架内孔间设有自润滑铜套，铰轴外端面用螺钉固定在卡具体1上，卡具体1的两边侧立板上设有旋转台板2导轨槽；旋转台板2上面加工有梯形槽及V形定位块，旋转台板2背面有凸起的90°扇形齿，并与齿轮轴3啮合。

图2 卡具体与旋转台板结构

1.2 蜗轮蜗杆传动结构

如图3所示，齿轮轴3穿过卡具体1的左右侧板，其一端安装轴承法兰盘，法兰盘用螺钉固定于卡具体1支座上，另一端穿过侧板及轴承4与蜗轮10连接。

图3 蜗轮蜗杆传动结构

蜗轮箱通过螺栓固定在卡具体1的侧板上，蜗轮箱包括蜗轮10、蜗杆9、蜗轮箱体8、调整垫5、蜗轮压盖6，蜗轮10与蜗杆9啮合，安装在蜗轮箱体8内，蜗轮10下端面安装有调整垫5，上端面安装有蜗轮压盖6。

如图4所示，蜗杆9两端分别安装有一个端盖15、18及轴承17，蜗杆9左端伸出端盖15并安装有角度显数器16，蜗杆9右端通过联轴套11与电机12相连，电机固定于蜗轮箱同侧卡具体1的侧板上。

图4 角度检测装置

2 机械弯板式斜度调整方法

使用时，先将卡具体用T型螺栓固定在钻床、龙门铣床工作台或地平台基面上，零件装夹在卡具体上靠V形定位块定位，并通过T型螺栓卡紧在卡具体的中间立板有梯形槽侧面或旋转台板有梯形槽上面。然后，开动电机驱动蜗杆带动涡轮和齿轮轴同步旋转，齿轮轴与旋转台板背面的扇形齿啮合，并推动旋转台板背面的扇形齿转动，实现旋转台板角度倾斜调整。蜗杆另一端连接角度显数器，最小读数精确到分，通过配备角度显数器的读数显示值准确调整到加工零件所需要斜度值，就可以直接用钻床、龙门铣床进行飞轮、支撑套或圆盘类等零件垂直、斜孔钻削或面的铣削加工。

具体步骤如下：

（1）将斜度调整卡具固定在钻床、龙门铣床等机床工作台上或地平台基面上；

（2）将待加工工件定位夹紧在斜度调整卡具上；

（3）伺服电机通过蜗杆蜗轮传动带动齿轮轴转动，齿轮轴通过带动旋转台板转动调节待加工工件的倾斜角度；

（4）机床对待加工工件进行钻削或铣削加工。

3 结束语

通过使用弯板式斜度机械调整卡具装置，旋转工作台角度调整靠电机驱动，角度显数器读数值机械调整旋转台板的斜度，减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率；旋转台板延卡具体两侧的导轨内旋转运动，提高了旋转台板旋转精度和承载刚度；蜗轮蜗杆具有自锁功能，防止旋转台板的回落；卡具体的中间立板另一侧面及旋转台板的都设有梯形槽及V形定位块可以方便、精确定位装夹零件，实现了工件垂直或准确倾斜多种功能装夹。

弯板式斜度机械调整卡具装置具有结构稳定、刚性好、操作简单、降低工人劳动强度、提高工作效率、装夹零件斜度调整定位精度高等优点，提高零件加工质量及生产效率。达到钻床、龙门铣床装夹工件并进行垂直、斜孔或面不同零件精密加工特殊要求的效果。