摘要：2H637 台面镗床是原苏联克鲁明机床厂生产研制的，该机床是我厂的重点设备，多年来承担着机架，轴承座的加工工作，由于机床老化，故障频发，特别是夹刀机构的故障率极高，严重影响了机床的正常运转，随着生产任务量的日益加大，该机床已不能跟上生产的步伐，所以我厂决定对其夹刀机构进行改造，以便能够满足生产需求。

 
      1 、存在问题及现状

     由于机床的生产年代较早，工作量大，导致机床经常出现故障，特别是夹刀电机的故障率极高。夹刀电机是原苏联产品，价格昂贵；购买困难。几经维修，本已经达到使用寿命的电机基本无法使用。现夹刀电机待病使用，故障率又高，造成大量停工。

      2、 解决措施

     经过仔细摸索，决定对本机床的夹刀机构进行改造，取缔夹刀电机，将其改造成液压夹刀机构。

    所设计的液压夹刀机构的工作原理是通过单独油泵供油，经由电磁换向阀控制油路给方向，实现活塞在液压缸中前后运动。活塞向前运动，推动拉刀杆克服碟簧阻力向前运动，拉刀杆前端爪部打开，实现松刀。活塞向后运动，碟簧为恢复弹性变形推动拉刀杆向后运动，拉刀杆前端爪部收拢，实现夹刀。

     首先做好准备工作，对原夹刀机构进行拆除，查看并测量液压夹刀所需要的空间。

     然后开始研究设计相关的零部件。主要分为夹刀爪，夹刀杆，活塞缸的设计，另外还要根据所需选择适当的电机，油泵，溢流阀，电磁换向阀等等。

     值得注意的是各零部件的材料选择一定要好，其强度要求较高，否则随着运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移，即形成磨损，磨损会影响零件间的效率，降低工作的可靠性，甚至使其提前报废。因此，在设计时预先考虑如何避免或减轻磨损，以保证达到使用寿命。

     2.1 夹刀爪的设计

     夹刀爪部分设计为刀套与钢珠结合的结构。选用6 个φ7.5mm钢珠，根据镗杆内径尺寸的限制，将刀套的外径尺寸设计为φ47.5-0.02mm，内径尺寸设计为φ37+0.03mm，加工6 个φ8 的孔时要特别注意，孔的底部是r4 的圆弧，不是直接钻成φ8 的通孔，这是因为防止钢珠在自然状态下掉进刀套内部。刀套底部中心钻一个φ12 的孔，用来穿螺栓将其与夹刀螺杆连接。

     
                             图1 刀套设计图

     2.2 夹刀杆的设计

     选用13 片内径为φ30 的碟簧，来给松夹刀添加拉紧力。夹刀杆前端加工一个M24×1.5 的外螺纹孔和一个M10 的内螺纹孔，放置碟簧的位置直径加工为φ30-0.05mm，在碟簧前端放置一个平垫，用背帽挤压平垫以给碟簧预紧，在夹刀杆后端加工成一个φ24 的光轴，光轴尾部加工成M24×1.5 的螺纹，长75mm。此螺纹用来连接调整螺杆，在确定松夹刀的位置后，调节此螺杆与活塞杆的距离来控制刀套的行程。

     2.3 活塞缸的设计

     将夹刀电机拆卸后，需要对电机滑座进行加工，将活塞缸固定在电机滑座上。根据液压原理，对碟簧所需要的推力进行设计，将活塞最大横截面积的直径设计为φ95-0.02mm，活塞两端杆的直径设计为φ28-0.02mm，缸的外径设计为φ130-0.02mm，将电机滑座末端内孔加工成φ130+0.03mm，并加工厂相应的把和螺纹孔，将活塞缸与电机滑座进行连接。

     根据实际测量与设计要求，需要将镗杆拆卸进行局部加工。把稍孔后端（原夹刀螺杆的位置）加工出一个放置夹刀套的内孔，并在镗杆尾部加工出轴承台和M72×2 的孔螺纹，轴承台用来安装定位轴承，孔螺纹用来安装背帽，对夹刀杆进行背紧固定。电机、油泵、溢流阀及电磁换向阀的选用。根据需要电机选择功率为1.5kw 的三相异步电动机，油泵选择型号VP-20-F/A3，溢流阀选择为Y-10B，电磁换向阀选择型号为4WE6D-50/AW110R 110V，另外选择6MP 的压力表一块。

     2.4 组装夹刀机构

   （1）将碟簧成对套在夹刀杆上，共6 对半，然后放上垫片，用背帽背紧垫片，将碟簧背紧到所需位置。（2）将夹刀杆装进镗杆，用背帽将夹刀杆背紧，将调整螺杆安装到夹刀杆尾部。（3）从镗杆前端将刀套固定在夹刀杆上。（4）将活塞缸固定到夹刀滑座上，并将滑座固定到床身上。（5）将选好的电机安装在油箱上，安装油泵，溢流阀，压力表，电磁换向阀，并用高压油管连接到活塞缸上。

     
  
                               图2 夹刀刀套部分示意图

     2.5 调试

     机床送电后，调节溢流阀，控制在适当油量，根据活塞杆的行程，反复调节夹刀杆上的调整螺杆，直到调整到夹刀位置1 与松刀位置2 都合适即可。

    3 、结束语

    此次改造，夹刀爪部分采用了刀套与钢珠结合的结构。降低了维修成本，节约资金25000 元，改造完成后，该机床夹刀故障已很好的排除，因此原因造成的停工大幅减少，实现了此次改造的最初目的，现工作状况良好。