学文网摘 要：本文根据实际工作实践，结合相关技术文件，分析牛头刨床刀架上下移动的原因及对加工工件质量的影响，并对刀架机构进行改进，确保加工质量，避免事故发生。
关键词：牛头刨床 刀架 丝杆 螺母 间隙 加工质量
学校在推进一体化教学中学生经常使用牛头刨床进行工件表面、沟槽加工。机械设备零件的精度及零件之间配合精度，牛头刨床刀架机构零件之间的配合精度及稳定性，对工件加工质量起着关键性的作用。
一、牛头刨床刀架使用存在的问题
由于学校使用的 B650型号牛头刨床比较老旧，学生在用牛头刨床加工工件表面或沟槽过程中，经常发现刀架有上下跳动现象，加工工件表面变成斜面，也就是刀具行程近的地方比刀具行程远的地方加工余量大。有时候即使不转动垂直进给手柄增加进给量，刀具在行走时也有加工量加工，甚至在加工过程中，由于振动，刀架也会忽然冲下一段距离。刀具突然增加切削深度，使加工余量大大增加，而且超出了加工余量的极限，不但刀具不能切削工件，而且会撞击工件，严重时还会使刀具断裂，甚至撞飞工件引发人身和设备事故。
二、牛头刨刀架的分析
刀架传动机构主要是用螺旋机构组成，它将旋转运动变换为直线运动，使刀架垂直上下进给（***1）。
螺旋机构中的丝杆1和螺母2应有较高的配合精度，有准确的配合间隙。牛头刨床刀架上下进给都有严格的工作要求，以保证每一次走刀都能得到相同的加工余量。牛头刨床在长期使用过程中，因丝杆1和螺母2的磨损，使丝杆螺母传动有间隙，当刀架垂直下降进给时，丝杆上螺旋面与螺母下螺旋面相接触，此时丝杆螺母间隙在下面，这时就有以下两种情况出现。
1.刀架导轨之间的摩擦力大于刀架自身质量
当刀架导轨之间的摩擦力大于刀架自身质量时，丝杆螺母间隙仍然在下面，螺母没有托住丝杆以及整个刀架部件的质量，只是靠摩擦阻力的作用而不下落。但是，刀架导轨之间的摩擦力在导轨全长不同位置是不一样的，再加上牛头刨床在加工过程中的振动等因素，在工作中就会在某一瞬间，刀架质量克服了摩擦阻力控制而突然下降，直到丝杆下螺旋面与螺母上螺旋面相接触，由螺母托住刀架为止。
2.刀架导轨之间的摩擦力小于刀架自身质量
当刀架导轨之间的摩擦力小于刀架自身质量时，刀架质量克服了摩擦阻力而下降，此时丝杆螺母间隙在上面。当刀具进行工件表面切削加工时，刀具与工件表面有挤压作用，工件产生对刀架向上的作用力，加上丝杆螺母上面有间隙，这时刀架向上移动，刀架向上移动又使丝杆螺母下面有间隙，当刀架不切削加工空程回缩时，由于自身的质量使刀架向下移动。刀架的上下移动使我们垂直进给的加工余量得不到完全切削，而且在刀具切削过程中加工余量总是在变化的，这样会严重影响工件加工质量。
三、刀架机构改进
牛头刨床的刀架属于中等精度，主要作用是安装刀具，可在垂直面内回转一个角度，并可手动垂直进给。刀架上下进给有严格的工作要求，在使用过程中，丝杆螺母的磨损，使得过程中产生刀架上下移动和突然下降现象，影响加工零件质量，甚至发生事故。为了满足牛头刨加工功能要求，消除上下进给因零件磨损带来的缺陷，我们对刀架的上下进给机构做一些合理的改进，如***2所示。
***2
***中丝杆1和螺母2的轴向间隙直接影响其传动的准确性。双向运动的丝杆螺母，为了消除间隙，可以在刀架丝杆1下面装配螺母4，另外还在螺母2和螺母4之间装配楔块3，在调整时，松开螺母4上的螺钉，再拧动楔块3螺钉，使楔块3向右移动，以推动带有斜面的螺母4向下移动，从而消除轴向间隙，最后再拧紧螺母4上的螺钉。
以上通过对牛头刨床的刀架分析和合理改进，首先对刀架进行功能和技术分析，并对刀架的使用方法做了简单的介绍；其次分析刀架的两个主要零件：丝杆、螺母，根据分析情况对它们之间的结构进行相应的设计改进，通过消除丝杆螺母之间的间隙，也就消除了刀架上下移动和突然下降的现象，保证了刀架能够满足机械产品加工的要求，保证了牛头刨床的安全生产，增加了刀架的使用寿命。
（作者单位：海南省技师学院）
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