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滚丝机在工业生产中有着十分广泛的应用,由于采用塑性变形加工的方法,相比有铁屑的切削加工加工出来的工件各方面性能强度好,那么滚丝机有哪些部分构成呢?滚丝机(如三轴滚丝机)主要由主机体、动力分配箱、液压系统、滚压系统、交换齿轮箱、冷却系统、电气系统组成。
1. 主机体为一箱形铸件,其上部平面安装AB座、滑动座、电气控制箱,下部有两个蓄油池,用于蓄装冷却液。
2. 动力分配箱主要安装有各种齿轮、轴、交换齿轮箱,该箱功能是主电机传给箱,经减速机把动力匀速传给两根轮杆,箱体中间为一空齿轮,以方便长工件通过。
3. 液压系统是滚丝机的主要系统,它主要使滑动座做进给运动和退回运动。
4.滚压系统由固定座、滑动座、轮杆机构组成。
5.固定座分为A、B两个,A座安装有轮杆座用以安装滚轮,B座安装油缸前进后退位置调整。
6. 滑动座前面安装有轮杆机构,靠B座上的油缸前进、后退作径向运动。
7.轮杆机构主要由轮杆座、轮杆支撑座组成。
8.打开交换齿轮箱上盖,可调换齿轮,以适应所加工工件的速度。
9.冷却系统主要由水泵把液体通过管路送到喷头,喷头可调整液体流量大小,严禁冷却液加注过多,以超过吸油头4cm为基准,过多,液面易进入电机,烧毁水泵,冷却液可采用20#机械油,加适量柴油。
10.电气系统由各种控制面板,PLC控制部分和电气线路组成。
针对Z28-40型滚丝机允许加工工件长度范围小、不能满足矿井生产需要问题,对滚丝机的装夹系统进行了技术改造。实践证明:通过加装夹具,扩大了滚丝机的长度加工范围,极大满足了矿井巷道支护材料的加工需求,解决了生产棚卡拉杆的制约瓶颈,提高了加工系数,取得了显著的经济、社会和环境效益。
1 问题提出
五阳煤矿机修厂2011年引进了一台Z28-40型滚丝机。该滚丝机可加工长度小于400mm的短螺丝,对于长度为M16mm×720mm(1 020mm、1 220mm)的棚卡拉杆,就会出现严重的甩弯现象,危及操作人员人身。因此,对现有的滚丝机进行了技术改造。
2 滚丝机技术改造
滚丝机的工作原理:通过两个带有螺纹的滚轮的相对转动,对输入其间的毛坯料进行滚压,从而实现一次性螺纹的成型加工。由此可见,毛坯在滚轮间受到足够的滚压力,如果毛坯过长,尾部会在滚压力的作用下剧烈摆动,进而造成毛坯尾部弯曲。毛坯越长,甩弯角度越大,尾部弯曲越严重,同时给操作人员造成伤害。
基于上述情况,设计了专用支撑夹具,用于支撑、限制毛坯在滚压力作用下的活动范围,避免毛坯在加工过程中对操作人员造成的伤害,从而实现长螺丝的加工。
2.1 夹具与滚丝机的连接方式
滚丝机工作平台上有两条固定螺丝,利用这两条固定螺丝,将夹具与滚丝机机体连接,使夹具与滚丝机成为一体。图1为滚丝机与夹具连接部位示意。
2.2 夹具的主要部件及技术要求
1)轴承组(见图2):夹具的轴承组由轴承座、挡盖和轴承三部分组成。轴承选择309滚珠轴承,轴承组的轴心与滚丝机滚轮轴心之间的偏差A精度为0~0.3mm。
2.3 滚丝机加工棚卡拉杆工艺流程
①圆钢下料及转工序:圆钢由剪冲机下料,再转至车工。②加工螺纹:由操作人员将毛坯料通过夹具送入滚丝机滚轮,进行螺纹的一次性加工,并进行检测。③转工序及弯角度:将半成品转至铁工车间,进行角度的一次成型性弯曲。④检测并入库:对加工的成品进行各项技术指标的测量,并将产品入库。
3 改造后的效果检测
改造后的滚丝机的实物如图5。对改造后的滚丝机各项技术指标进行测试。以加工M16mm× 1 020mm棚卡拉杆为例,通过精细测量得出下列结论:
1)夹具的轴承座轴心与滚丝机滚轮轴心之间精度为0.15mm;
2)夹具的底座与地面接触牢靠、稳定,底座没有出现摆动;
3)夹具的轴承座沿水平方向前后自由调整,加工工件长度可达2 000mm;
4)夹具的支架沿垂直水平方向可上下调整,实现粗调和微调,效果良好。
4 滚丝机技术改造取得的成效
4.1 社会效益
1)系数大幅度提高。避免了棚卡拉杆由车床加工造成的不可避免的铁屑飞迸等不因素。
2)生产效率大幅度提高。车床加工,平均每人每天加工60条,而滚丝机加工,平均每人每天可达400条。
3)操作难度大幅度降低,易学易会。车床工艺流程繁琐,而滚丝机工艺流程简单、明了,易操作。
4)满足需求能力大幅度提高。车床加工每月至少需2人专门从事制作棚卡拉杆才能满足需求;而滚丝机加工只需1个人,不到半个月时间就可完成月度生产作业计划任务。
5)员工劳动强度大幅度降低。车床加工频繁装夹、换刀、测量,员工易疲劳;而滚丝机加工只需安装、滚丝、拆卸,各工序衔接流畅,可轻松完成。
4.2 经济效益
按平均每月需加工棚卡拉杆3000条计,采用普通车床加工每工60条,采用滚丝机加工每工完成400条,则每月可节约工时:3 000÷60-3 000÷400 =42.5个工,按每工150元计,则平均每年可节约资金:42.5×150×12=76 500元。
5 结语
合理有效地对滚丝机进行技术改造,不仅实现了其对棚卡拉杆的加工制作,满足了井下大数量使用棚卡拉杆的需求,而且无形中有效扩大了滚丝机的加工范围,充分发挥了设备的使用效能,避免了设备的重复外购,此项技术改造取得了很好的效益。
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