快速調整碟形彈簧組夾緊力的裝置

郭平均 王 偉

(①中信重工機械股份有限公司技改裝備部設備科，河南洛陽 471039;②齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司設計院，黑龍江齊齊哈爾 161005)

在現代金切機床的設計及使用過程中，對于機床安全性有很嚴格的要求;而金切機床的主軸系統做為機床的主要部件，為了避免在工作過程中因刀具夾不緊而出現各類問題，需要嚴格確定機床主軸系統中拉刀裝置產生的刀具夾緊力大小。

而碟形彈簧組拉刀機構因其結構簡單，調整壓縮長度后能夠得到固定的力，因此碟形彈簧組拉刀機構在機床的主軸刀具松開及自動夾緊結構中，應用非常廣泛。

碟形彈簧組拉刀機構是在機床主軸安裝刀具后將其拉緊的重要裝置，碟形彈簧組產生的拉刀力的大小直接決定機床工作的安全性，在通常情況下，需根據主軸的尺寸按規定選取對應的拉刀力。再按選取的拉刀力調整碟形彈簧組的壓縮尺寸，即可得到對應的拉刀力。但是由于碟形彈簧組一般是安裝在主軸內部，看不見，摸不到，調整十分困難;在裝配現場，一般是根據以往的裝配經驗進行調整，而且需要進行多次調整，這樣增加了裝配的難度，并且影響裝配的進度。

圖1為主軸安裝拉刀機構后的示意圖。從圖中可以看出，通過調整調整墊圈2的厚度尺寸B可間接調整碟形彈簧組的長度尺寸A，以保證得到確定的力。但是調整墊2位于主軸內部，對于測量及調整非常不利，只能根據以往裝配的經驗進行調整，這樣就導致實際得到的夾緊力與選定的夾緊力有一定的偏差，給機床帶來一定的安全性隱患。

為了解決上述問題，我們設計了一套裝置，通過該裝置，利用機床原有的基本件，在不增加額外成本的情況下，通過測量后，可快速計算出調整墊的調整數值;調整后，將所有零件按順序進行裝配后，即可準確得到選取的夾緊力的數值。

該裝置結構如圖2所示，主要包括基準墊圈1、缸體2、軸用彈性擋圈3、聯結盤4，其余零件均使用機床裝配用件。將所需要的所有零件按圖2所示位置安裝好，按活塞5的內外直徑d、D及選定的拉刀力F，通過計算可確定活塞5產生大小為F的力時需要的油壓P。具體操作及計算過程如下:(1)按圖1所示，用純理論計算系統產生大小為F的力時的K值。(2)按圖2所示，輸入壓力為P的壓力油，待系統穩定后，測量出L值。通過分析可知，在理論計算情況下，K值及L值應相等。但是在實際情況中，由于各種各樣的原因，K值及L值是不相等的，通過計算得出K值的正、負變化量Δ的數值，由圖2可得知基準墊圈1的厚度尺寸E與實際調整墊圈的厚度尺寸B之差即是數值Δ，由此可確定調整墊圈的實際厚度尺寸B=E+Δ。(3)按公式B=E+Δ計算出調整墊圈的實際厚度尺寸(Δ值可能是正，也可能是負)，并將實物按此進行加修。(4)調整墊圈加修完畢后，卸掉本裝置，將拉刀機構按裝配圖裝入主軸后，即可得到已選取的拉刀力F，而不需要進行重新調整。

需要注意的是，上述Δ值是有方向性的，在計算過程中，一定要注意不要代入相反的數值，否則最后得到的夾緊力F將會是錯誤的。

通過以上說明不難看出，由于在裝配現場使用本裝置，在碟形彈簧組夾緊力的調整過程中，避免了重復測量、計算及調整的過程，在極大提高裝配效率的同時，也保證了在裝配后機床主軸夾緊力的準確數值，同時也提高了機床的安全性及可靠性。

希望這種方法能給廣大從事設計工作的工程技術人員帶來一定的幫助。