活塞环金相试样切割机双轮操作移动式升降台设计

摘要：活塞环金相试样切割机由机械部分和控制部分组成，机械部分由砂轮片切割机构、进给机构、夹具、机体和冷却系统组成，采用砂轮片切割机构固定不动，夹具内的活塞环金相试样前后、上下进给的切割方式工作，本文针对进给结构、夹具进行设计，结构型式为双轮手动控制的前后移动式升降台。

关键词：活塞环金相试样切割机;进给机构;双轮手动控制的前后移动式升降台

中图分类号：U664.121.1                           文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）16-0090-02

0  引言

前后移动式升降台大多前后移动与升降运动的运动机构是相互独立的，易产生干涉现象，两个运动不能同时完成，需要在完成一个运动后再完成另外一个运动，操作时很不方便，而且操作不当会对机器造成损伤，效率低下，通过改进可以提高生产效率。

1  技术方案

双轮手动控制的前后移动式升降台，包括安装机架、前后移动机构、升降机构和夹持机构，前后移动机构和升降机构上套设有箱体，该箱体上通过水平导轨与夹持机构连接，安装机架上设置有一对水平导杆，箱体套设在该水平导杆上;前后移动机构包括滚珠丝杆副和手动轮一，滚珠丝杆副包括丝杆轴以及套设在该丝杆轴上的滚珠螺母，丝杆轴一端与手动轮一连接，另一端穿入箱体内并通过滚珠螺母与该箱体连接;升降机构包括依次相连的手动轮二、回转轴和花键轴，花键轴上套设有与其相配合并能沿其轴向相对滑动的花键套，花键轴上套设有滑移轴，该滑移轴的一端与花键套连接，滑移轴的另一端穿入箱体内并通过换向机构与立轴传动连接，立轴上端丝杆部分套设有滚珠螺母座，滚珠螺母座上固定设置有用于安装水平导轨的盖板，盖板与箱体顶端可分离连接。

双轮手动控制的前后移动式升降台可实现前后移动和升降同时完成，前后移动机构中的滚珠丝杆副在手动轮一的作用下转动，通过滚珠螺母带动整个箱体及夹持机构的前后移动，升降机构中的回转轴在手动轮二的作用下转动，进而带动与之连接的花键轴转动，花键轴通过花键套带动滑移轴转动，滑移轴通过换向机构将水平方向的转动转化为竖直方向立轴的转动，立轴上方丝杆部分与滚珠螺母座相连，进而把立轴转动转化为滚珠螺母座的升降运动，进而带动盖板及夹持机构完成升降运动。当前后移动机构运作时，由于升降机构中的花键套和滑移轴可在花键轴上进行前后方向的平动，使的前后移动与升降运动之间不会产生干涉，实现前后移动升降运动同步进行，使操作简化，保证生产效率。

2  设备构造

2.1 附图说明

图1为前后移动式升降台的主视图，并示出了滚珠螺母座和导向轴的局部剖视图，图中拆去手动轮一和手动轮二;图2为前后移动式升降台的俯视图;图3为图2中的A-A剖视图，示出了升降机构的结构示意图;图4为图2中的B-B剖视图，示出了前后移动机构的结构示意图，去掉了水平导轨和夹持机构。

图1-图4中：100、安装机架，110、水平导杆，200、前后移动机构，201、橡胶伸缩套，211、丝杆轴，212、滚珠螺母，213、挡圈，214、调整垫，220、手动轮一，300、升降机构，301、圆柱销，302、橡胶伸缩套，310、手动轮二，320、回转轴，321、压块，330、花键轴，340、花键套，350、滑移轴，360、换向机构，370、立轴，380、滚珠螺母座，381、导向轴，390、盖板，400、夹持机构，500、箱体，510、护罩，511、档边，600、水平导轨。

2.2 详细说明

如图1和2所示，双轮手动控制的前后移动式升降台包括安装机架100、前后移动机构200、升降机构300和夹持机构400，前后移动机构和升降机构上套设有箱体500，该箱体上通过水平导轨600与夹持机构连接，安装机架上设置有一对水平导杆110，箱体套设在该水平导杆上。

如图3所示，前后移动机构200包括滚珠丝杆副和手动轮一220，其中滚珠丝杆副包括丝杆轴211以及套设在该丝杆轴上的滚珠螺母212，该丝杆轴一端与手动轮一通过键连接，另一端穿入箱体内并通过滚珠螺母与该箱体连接，滚珠螺母与箱体之间还设置有调整垫214。手动轮一转动带动丝杆轴转动，丝杆轴上的滚珠螺母将该转动转化为水平方向上的平动，实现前后移动。

如图4所示，升降机构300包括依次相连的手动轮二310、回转轴320和花键轴330，回转轴一端与手动轮二通过平键连接，回转轴另一端特别加工出连接结构并开设有连接孔，花键轴前端开设有与回转轴连接孔相匹配的孔，两者之间通过圆柱销301连接。

花键轴330上套设有与其相配合的花键套340，两者之间充分润滑，在轴向能进行相对滑动，花键轴上套设有空心的滑移轴350，该滑移轴的一端与花键套通过平键连接，同时使用平槽平端紧定螺钉进行固定，滑移轴的另一端穿入箱体内并通过换向机构360与立轴370传动连接，当前后移动机构作用设备发生前后移动时，滑移轴和花键套一起可在花键轴上实现滑移，当升降机构作用花键轴发生转动时，滑移轴在花键套的带动下一起转动，前后移动和升降运动之间不会形成干涉现象。

立轴370上半部为丝杆轴，下半部为光轴，其中上端丝杆部分套设有滚珠螺母座380，滚珠螺母座上固定设置有用于安装水平导轨600的盖板390。所示盖板与箱体的顶端可分离连接，该盖板上还开设有与水平导轨相适配的导向槽。换向机构360优选一种传动比为1：1的等径伞形齿轮。

丝杆轴211和回转轴320上均设置有用于定位的轴承、轴承套以及与轴前端相配合的用来定位的挡圈213或压块321，该轴承套与箱体之间还设置有用于套装轴体的橡胶伸缩套201、302，该橡胶伸缩套通过法兰与箱体固定连接，橡胶伸缩套的两端分别用管箍卡接在法兰和轴承套上。所述的轴承套通过紧定螺钉固定在设备的固定主体上，起到限制定位作用，所述的的法兰通过紧定螺钉固定在安装机架上。

如图1所示，箱体上设置有用于导向限位滚珠螺母座380的导向轴381，能保证滚珠螺母座做垂直升降运动。

如图1、图3和图4所示，位于水平导杆110上方的箱体两外侧壁上设置有一对护罩510，该护罩上端相对于箱体顶端伸出有用于限位盖板的档边511，该档边与盖板之间设置有密封条。

3  結论

双轮手动控制可移动式升降台部件应用在活塞环金相试样砂轮切割机上，设计巧妙、结构紧凑、刚性高、操作性好，前后移动的导轨面与砂轮端面的平行度、升降运动的夹具钳口基准面与砂轮端面的平行度均高于同类金相试样切割机的相应静态精度，金相试样的切割平面光滑平整，达到了研发的预期目标。下一步，我们将研发伺服控制可移动式升降台，拓宽公司产品线，满足不同用户的需求。

参考文献：

[1]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2004.

[2]现代实用机床设计手册编委会. 现代实用机床设计手册[M].北京：机械工业出版社，2006.

[3]机械设计实用手册编委会.机械设计实用手册[M].北京：机械工业出版社，2008.

[4]张青松，张斌，谢朝阳，何宇豪.基于手动轮控制的前后移动式升降台：CN 104355269 B[P].2016-09-28.