数控麻花钻磨槽机设计

1、论文导读：为了提高加工效率和加工质量，对磨槽机进行了数控改造设计，实现柔性加工、提高生产率与产品质量，改善劳动条件,达到理想效果。关键词：数控机床,数控改造,结构设计小直径麻花钻（Ø13mm）的螺旋槽可在专用的磨床磨槽机上加工，工人手工上料、夹紧、操作磨槽机，在高速钢毛坯上磨削出两条对称螺旋槽。论文参考网。其最大的缺点是生产准备繁琐，时间较长，Ø13mm小直径麻花钻规格很多，直径、螺旋槽长度、螺旋线导程、螺旋角不一。钻头规格改变时，磨槽机传动丝杠等零部件均需相应改变。劳动条件差，快节奏的单调动作、磨削时产生的巨大噪声、雾化的磨削液等都对操作工人的健康不利。为此，某厂

2、委托我们对该磨槽机进行数控改造，实现柔性加工、提高生产率与产品质量，改善劳动条件。国家标准对螺旋槽并未提出非常高的要求，因此决定采用开环控制。该磨槽机的动作程序为：上料夹紧磨一条螺旋槽分度磨另一条螺旋槽下料，均由步进电机控制完成。 一、磨槽机的结构磨槽机由工作台料斗与砂轮架两部分组成。工作台料斗结构:图1 工作台料斗结构示意图工作台料斗的作用是装夹毛坯和实现自动上下料，并使其形成螺旋线运动。自动上下料是设计的难点，具体结构设计时参照了加工中心自动换刀装置。结构设计示意如图1所示，主轴安放在工作台上，工作台安装在矩形贴塑导轨上。由步进电机1通过挠性膜片联轴器连接滚珠丝杠副，驱动工作台直线运动。步

3、进电机2通过同步齿形带驱动主轴转动。步进电机1与步进电机2协调运动，可形成任意导程的螺旋线。 步进电机4与齿轮齿条（顶针）机构结合，可适应不同的钻头长度。 具体的装夹过程如下： 步进电机1工作力矩很大，带动主轴后退至固定挡块处，再继续向后，将已处于压缩状态的碟形弹簧继续压缩至适当变形，导致弹簧夹头打开。 加工第1个工件时，料斗中的毛坯在自身重力作用下，落于毛坯导管引导槽中。步进电机4通过齿轮齿条驱动顶针推动毛坯至加工位置，然后并不退回图1所示顶针位置，而是在图1所示毛坯位置。其后的装夹，顶针先将加工后的工件推出，然后退回图1所示顶针位置，再推动下一个毛坯。弹簧夹头夹紧长度为10mm。钻头直径为

4、Ø13mm，为保证上下料动作可靠，料斗引导部分设计成可调。 主轴前移，与固定挡块脱离，碟形弹簧的弹力可使弹簧夹头夹紧毛坯，上料、夹紧动作完成。 图2 砂轮架示意图二、砂轮架结构 砂轮架结构的作用主要是安装砂轮，实现对麻花钻螺旋槽的磨削，由异步电机、平台、砂轮支架、滚珠丝杠副等组成，其示意图见图2。 工作时，砂轮由异步电机通过V带传动，功率约1kW，靠异步电机的自重张紧V带轮。国家标准规定麻花钻的螺旋槽底在轴向有一定锥度，要求在磨削中砂轮切深要有变化，这由步进电机3通过挠性膜片联轴器连接滚珠丝杠副，使砂轮上下微动（设有平衡重，未画出）实现砂轮切深的变化。砂轮支架上的垂直导轨上贴有塑

5、料。 如图2a所示，砂轮面与毛坯轴线有一夹角，即为钻头加工后的螺旋角b。不同规格麻花钻的螺旋角并不相同，因此，设计时，将砂轮支架以上作为砂轮架整体放置于图2所示平台上，使砂轮磨削面与毛坯轴线的夹角b可手工调节。论文参考网。 工作台料斗结构与砂轮架结构在制造时是彼此独立的，所以在装配时需仔细调整相互位置关系。三、磨槽机的加工过程主轴进至磨削位置，螺旋槽的根部正处于支架中心（见图1），与砂轮对齐。磨削时，应从螺旋槽的根部向麻花钻顶部磨削，使细长毛坯承受拉力。 砂轮落下，接触毛坯，开始磨削。步进电机1、2、3协调动作，步进电机1、2使毛坯向后作螺旋线运动，步进电机3控制砂轮向下微动。最终，麻花钻的1

6、条螺旋槽磨削完毕。 砂轮抬起，主轴再次前进至磨削位置，再由步进电机2控制，转动180°，以便磨削另一螺旋槽。 重复过程2 砂轮抬起，重复前述毛坯装夹过程。论文参考网。装夹过程与加工过程按程序交替进行，连续加工，工人无需干预。 该磨槽机为专用机床，动作简单。采用定位控制单元为控制系统（即PLC+控制器），控制步进电机动作。磨槽机由1台PLC控制多个步进电机与其他电机电气设备。其突出优点是编程简单、可靠，适应较为恶劣的车间工作环境。 当钻头规格变化时，用户仍需根据国家标准，调节料斗的引导部分以及砂轮-毛坯轴线夹角（螺旋角b），如果完全自动化，磨槽机结构会非常复杂。除此以外，一切均按事先输入的加工程序工作。本磨槽机设计成全