14吋砻谷胶辊精确定位夹具的加工技术

粮油食品科技第20卷2012年第6期

粮食加工

14吋砻谷胶辊精确定位夹具的加工技术

杨振和

1，2

3

，苏振华

(1．湖南省粮油科学研究设计院，湖南长沙410201;2．湖南省粮油产品质量监测中心，湖南长沙410201;

3．粮食科技与经济杂志社，湖南长沙410008)

摘要:分析了14吋砻谷胶辊的结构与生产工艺特点，以及生产过程中加工定位在轴向和径向两

个方向的要求。研究了精确定位夹具的结构与工作原理。提出了可调张紧力浮动支撑精确定位夹具的设计方案;为全自动加工机床的开发提供了技术支撑。

关键词:砻谷胶辊;精确定位;夹具;铁芯;胶层

中图分类号:TS212．3文献标识码:B文章编号:1007－7561(2012)06－0025－02稻米是我国的主要口粮，稻米加工主要有清理、除石、砻谷和碾米等工序，砻谷是稻米生产的关键工

［1］

序之一。砻谷工序主要依靠砻谷机来完成，砻谷机主要依靠一对相向旋转的弹性砻谷胶辊的差速运转脱除谷壳。砻谷胶辊是砻谷机的主要工作部件，也是砻谷机的易耗件;目前砻谷胶辊主要有套式和轮式两种结构形式，套式结构砻谷胶辊采用两端支撑，主要用于产量较大的14吋及以上的砻谷机。随着国内稻米加工生产向大产量方向发展，目前套式结构的砻谷胶辊应用越来越广泛，使用数量在逐步增加。文章重点介绍套式砻谷胶辊的结构及生产加

由于套式砻谷胶辊独特的结构，在制造过工特点等，

程中精确定位夹具对其成品质量和生产效率的影响［2］

较大。

1结构特点及生产工艺流程分析

套式结构砻谷胶辊主要由铸铁铁芯、内胶层和外胶层构成。生产时在加工好的铸铁铁芯外表面先涂内胶层、再卷外胶层，通过硫化工序成型后形成半成品。半成品在机床上按设计图纸尺寸车削外圆表面和两端面多余的胶层后即为成品砻谷胶辊。套式砻谷胶辊的结构见图1

。

结构砻谷胶辊铁芯两端内孔设计成46°锥形孔。因砻谷胶辊是砻谷机的易耗件，需经常拆装，为保证砻谷胶辊动平衡性能，减小砻谷机工作时的振动，铁芯内、外圆表面与两端锥形孔的同轴度应控制在0．10mm内，成品胶辊外圆表面与铁芯两端锥形孔的同轴度也应控制在0．10mm内。提高铁芯精加工的精确度是保证成品质量的前提，为此铁芯的精加工工艺为:(1)铁芯铸件先以两端锥形孔定位加工外圆表面;(2)以外圆表面定位加工一端的端面和锥面孔;(3)以外圆表面和加工好的一端面定位加工

锥形孔和内表面。另一端的端面、1．2

胶层的生产工艺

胶层分为内胶层和外胶层，内胶层是将调配好的胶桨通过涂或滚的方式粘接在铁芯表面，主要是为了将外胶层粘接到铁芯表面;外胶层是由炼至好的薄胶片卷贴经硫化而成。

砻谷胶辊的生产工艺流程，见图2。

橡胶及其他辅料→炼胶→制胶片→胶片压延

↓

铁芯铸造

→

铁芯内、外、端面及锥面精加工

→刨两端键槽

→检验→外表面车丝

→涂内胶层

→卷外胶层↓

胶辊成品

←

外胶层两端面加工

←

外胶层表面加工(车削)

←半成品检验

←清理余胶

←脱模←硫化

图2砻谷胶辊生产工艺流程图

22．1

图1

14吋砻谷胶辊结构图

半成品加工精确定位夹具设计原理半成品加工定位要求

半成品加工主要是对胶层加工，即对胶层的外圆表面和两端面按图纸尺寸车削，要求胶层外圆表面与铁芯同轴，胶层两端面与铁芯两端面平齐，加工时需对半成品给予轴向和径向定位，特别是需轴向精确定位。半成品加工时一般是以铁芯的两端锥孔面为夹紧面，一端锥孔面为定位基准，通过另一端锥

瑐瑥

1．1

铸铁铁芯的结构特点和加工定位基准

为便于砻谷胶辊在砻谷机主轴上的拆卸，套式

收稿日期:2012－06－21

1963年出生，作者简介:杨振和，男，湖南岳阳人，副研究员．

粮食加工

孔面轴向加力夹紧半成品。因铁芯锥面加工有误差，以一端锥面为定位基准将使铁芯端面产生轴向定位误差，普通夹具不能使铁芯端面轴向精确定位，半成品端面胶层车削时技术要求较高，车削胶层的刀头较锋利，一不小心刀尖就会车到铁芯端面，出现打刀现象，或造成胶层端面与铁芯端面不平齐，影响产品质量。为提高加工效率自动加工机床设计了两把刀同时加工两端面胶层，因此必须使半成品以铁芯端面轴向精确定位才能对准刀具。2．2精确定位夹具设计原理

根据半成品加工时需在轴向和径向两个方向精

将轴向和径向两个方向的定位基准确定位的要求，

分开，在径向方向选择铁芯两端锥面定位以铁芯的轴线为基准;在轴向方向选择铁芯的一个端面定位

满足轴向精确定位要求。为防并以此端面为基准，

止锥面定位与端面定位发生干涉，将端面定位那一

消头的锥面定位头通过弹性体形成浮动支撑定位，

除铁芯制造误差可能产生的干涉。3技术方案及结构设计3．1主要结构

如图3所示，精确定位夹具主要由机床主轴连连接板、外壳、轴向定位块、螺钉、浮动张紧径接头、

向定位锥头、弹簧或其他弹性体、可调张紧板、锁紧

调节螺钉、可旋转和伸缩移动尾部轴向张紧锥螺母、

头等组成

。

粮油食品科技第20卷2012年第6期

两端面余胶的加工。弹性体7与连接板2之间设置的可调张紧板8可对径向定位锥头6张紧力进行补

同时可简化径向定位锥头6的安装。偿调节，

砻谷胶辊半成品以铁芯的一个端面形成精确的轴向定位，端面加工刀具有了调整基准，通过设计半

一套刀具完成外圆表面加工后，成品自动加工机床，

两端面可以同时加工，提高加工端面精度的同时也提高了加工效率

。

12－胶辊铁芯;13－胶辊胶层。图4

精确定位夹具工作示意图

使用以上精确定位夹具时，要求半成品胶辊的

但在实际生产中因硫化工序铁芯端面不能有胶层，

的端面模具安装不到位，硫化后有部分半成品胶辊的铁芯端面附有一层较薄的胶层，铁芯端面附有胶层后有可能影响轴向精确定位。因此为达到精确定位采取两种途径加以处理:(1)硫化工序的端面模

尽可能减少铁芯两端具应紧贴铁芯端面安装到位，

面附胶发生，必须确保一端铁芯没有附胶，在安装时选择铁芯端面没有附胶的一端作为轴向定位端;(2)在轴向定位块4的定位端面上开多条溢胶槽，在轴向张紧力的作用下将影响铁芯轴向精确定位的薄胶层挤向溢胶槽内，使铁芯端面能与轴向定位块4定位面直接接触，达到轴向精确定位目的。4结论

精确定位夹具设计是经过两次改进试验完成第一次设计的夹具没有可调张紧板，张紧力不能的，调节，对弹性体的精确度要求较高，因对弹性体有一

夹具头安装或定的预压缩量产生较大的预张紧力，

拆卸时有一定的危险性，且较麻烦;经过一段时间的使用，针对上述2个问题进行改进设计，将夹具头的张紧力设计成可调节结构。

以前采用双锥头夹具，通过铁芯的锥面定位，因

不能形成精确的轴向定位，端面锥面存在加工误差，

加工的刀具没有调整对刀定位基准。使用精确定位夹具后胶辊半成品以铁芯的一个端面形成精确的轴

刀具有了调整基准，可以两端面同时加工，向定位，

提高加工端面精度的同时也提高了效率，为全自动加工机床的开发提供了技术支撑。参考文献:

［1］．粮食科技与经济，王仲礼，赵晓红．现代稻米加工发展趋势［J］

2005，31(5):48－49．

［2］贺三喜．砻谷胶辊切余胶机液压系统及其控制［J］．粮食科技与

1－机床主轴连接头;2－连接板;3－外壳;4－轴向定位块;5－螺钉;6－浮动张紧径向定位锥头;7－弹簧或其他弹性体;8－可调张紧板;9－锁紧螺母;10－调节螺钉;11－可旋转和伸缩移动尾部轴向张紧锥头。

图3

精确定位夹具结构示意图

3．2

工作原理

在安装待加工半成品胶辊之前，先以轴向定位块4的定位面调整好端面加工刀具的位置，然后装上待加工半成品。安装半成品夹紧后的工作示意图

见图4，安装待加工半成品时首先由浮动径向定位锥头6与铁芯12的锥面接触，先对待加工半成品径向定位，再通过可旋转和伸缩移动的尾部张紧锥头11施加轴向张紧力，尾部轴向张紧力通过铁芯传递给浮动径向定位锥头6，将锥头6向里面移动并压缩弹性体7，形成张紧力，当铁芯的左端面移动至轴向定位块4时形成精确的轴向定位并达到最大张紧力，机床主轴带动半成品胶辊一起旋转。端面加工时刀具以铁芯的端面调整位置，可以同时自动完成瑦瑐

1997，23(3):29－30．●经济，