校直裝置設計

1. 校直機的介紹

自動校直機針對軸桿類產品在熱處理後發生彎曲變形設計的自動檢測校直裝置，它是一種集機械、電氣、液壓、氣動、計算機測探分析為一體的高科技產品，具有優良技術性能。

2. 軸類常用的校直方法有幾種

零件熱處理後的變形的校直方法主要有幾類？如何選擇正確的校直方法？

鋼鐵零件進行熱處理後，在熱應力和組織應力的復合作用下，發生了零件的變形，只有進行適當的校直，才能滿足工藝的設計要求，按零件所校直時的零件自身的溫度的差異，可分為冷態校直和熱態校直兩類，在實際零件變形的校直過程中，應根據具體的情況進行有選擇性的校直。
(1)冷態校直
冷態校直是指對於已經熱處理後變形的零件，在室溫下對某一部位，施加一種外力的作用，使歪扭、翹曲的零件矯正過來的工藝方法，一般具有以下幾種工藝方法。
①冷態壓力校直法。將測量後呈「C」狀變形的凸起部位向上，放於「V」鐵上，在凸起部位上方用手動壓力機施以靜壓，造成適當的反向彎曲，去除靜壓後，使變形矯直過來。多用於硬度在35HRC以下的零件或有色金屬等；
②冷態正敲（正擊）校直法。其原理同冷態壓力校直法，只是施加外力的方式為錘擊；
③冷態反敲（反擊）校直法。用高硬度的手錘連續敲擊變形部位的凹處，使之產生小面積的塑性變形，凹面伸長，使變形得以矯正。多用於硬度大於50HRC以上高硬度的零件。
(2)熱態校直法
熱態校直法是指鋼鐵零件在一定溫度下，進行校直的工藝方法。
①熱壓校直法。在最高點凸點部位局部加熱或整體加熱。需要注意的是加熱溫度應低於回火溫度；
②局部烘乾熱校法。用氧-乙炔火焰慢慢烘熱凸起的部位，使淬火馬氏體轉變為回火馬氏體，凸起部位收縮，使變形矯正過來；
③熱態反敲（反擊）矯正法。敲擊變形的凹面，使凹面產生塑性伸長；
④熱點矯正法。用氧乙炔的小火焰加熱變形鋼的凸起部分，然後急冷，通過熱脹冷縮使變形零件校直過來。

3. 汽車軸類校直用什麼設備

自動校直機
軸類自動校直機
長春機械科學研究院研製的的JE、JJ系列自回動校直機，針對機械、汽車、電答機、紡織等行業中大量使用的軸類、桿類、棒類等零件在熱處理前和熱處理後發生彎曲變形而設計的自動檢測校直裝置，其校直效果精確，高效，可靠，是進行校直處理的首選設備。
應用領域
汽車及摩托車
轉向器、變速箱、發動機、傳動裝置
電機
電機轉子、減速器
輪船
發動機
軍工
常規裝備
航天
發動機
工程機械
活塞桿、齒輪軸
機車車輛
傳動軸
機床
軸
水泵
泵軸
可校直工件種類
齒輪軸、半軸、毛坯料、電動工具轉子軸、電機轉子、活塞桿、輸入軸、扭桿、氣閥、曲軸、絲杠、凸輪軸、小齒輪、轉向器齒條、管類零部件及齒圈校圓等。
自動校直機產品類型
JE系列軸類自動校直機
C型
JEC系列，門型
JEM系列
JJ系列機械式軸類自動校直機
C型
JJC系列
優良技術性能
測量精度高
生產節拍快
校直精度最高可達0.015mm
可適應多種零件，工裝及參數調整方便
可校直工件截面分類：純圓截面
分度圓（齒輪或花鍵）
D型截面（齒條）
環形截面

4. 校直機的工作原理

自動校直機是針對軸桿類產品在熱處理後發生彎曲變形而設計的自動檢測校直裝置，它是一種集機械、電氣、液壓、氣動、計算機測控分析為一體的高科技產品，具有優良技術性能，集中體現在測量精度高，生產節拍快，工件適應能力強等優點，對軸桿類工件的純圓截面、D型截面以及齒輪或花鍵的分度圓等部位的徑向跳動可實現准確測量。
軸類校直，主動回轉中心和從動回轉中心的頂尖將工件夾持後，頂尖有調速電機驅動旋轉，通過工件傳到從動回轉中心頂尖，同時，與可動支撐相連的測量裝置檢測工件表面的全跳動量（TIR），從動回轉中心的光電編碼器測量工件表面的全跳動量方向，計算機根據這些數據判斷工件最大彎曲位置和方向，發出指令使工件最大彎曲點朝上時工件停止轉動，並結合TIR幅值及設定的參數計算修正量，實現對工件的精確修正，工件夾持與放鬆，可動支撐位的選擇，工件台得移動及沖頭快慢速給進等動作均有PLC實現管理。
（一）、承載機架
JE系列軸類自動校直機按主機結構形式可分為C型和門型兩種。C型校直機主機採用開放式框架結構，該機型的特點是結構簡單、佔地面積較小（將電控櫃裝於主機內）、對超長（≥900mm）工件適應性好、在大噸位產品方面有較大優勢。門型校直機主機採用封閉式框架結構，該機型的特點是有外觀勻稱、結構緊湊、主機剛性好、油缸移動速度快、校直效率較高、油缸移動慣性小、定位誤差小、易於上線安裝於自動流水線等特點，該架構一般多用於校直較短工件和噸位較小的校直機，選用自動上下料機構即可實現全自動校直。
這兩種機型在使用上沒有偏重，任何行業都可以選用，差別在於實際工作的要求，例如：設計噸位比較大可以選擇C型機，工件超長的可以選C型機，而對校直工作效率要求較高，工件又不是很長，就可以選用門型機。在工作方式上，C型校直機採用壓頭機構位置固定，通過電機驅動齒輪齒條機構控制移動工作台的方式來切換工件軸向校直點，；而門型校直機是採用工作台固定，通過電機驅動滾珠絲杠副控制移動壓頭機構的方式來切換工件軸向校直點，壓頭移動速度快、系統慣量小，切換工件軸向校直點時門型機的定位優於C型機。當校直點左右有足夠空間時，兩種機型差別不大。
C型校直機和門型校直機的工作台上定位和夾緊部件均採用積木式設計，以適應各種可動支承、測量單元、摩擦驅動裝置、頂尖式回轉中心的安裝與調整，同時也方便了易損零部件的維修與更換，更有利於用戶對新產品零部件校直工序的切換與擴展。
機械繫統關鍵部件採用日本THK、ORIENTAL、NISSEI、德國ROHM等世界著名公司的產品，校直機運行精度保持性能長久。
（二）、液壓控制系統
泵站、液壓閥組、執行油缸，液壓控制迴路等組成了校直機的液壓系統。由於液壓系統的關鍵部件採用的是日本YUKEN、義大利ATOS、台灣NORTHMAN等世界著名公司的產品，保證了液壓系統工作的精確性、穩定性、可靠性。在校直機待機工作時，獨到的節能卸荷方式設計更適合於我國廣闊的地區氣候差異，保證了自動校直機能在任何地區以較合適的工作溫度連續運行。
（三）、氣動控制單元
氣動三聯件、壓力繼電器、集裝閥組以及執行氣缸組成的氣動控制迴路，構成了校直機的氣動單元。氣動單元主要是控制並執行工件的夾緊、定位、分選和運送等動作，在每個執行氣缸上都有位置檢測開關用於向系統反饋動作執行情況，便於動作流程的控制以及故障診斷與排查。氣動元件主要選用日本SMC、德國FESTO和台灣SHAKO等世界著名公司的產品，動作靈敏可靠，壽命長。
（四）、工件徑跳檢測單元
機械杠桿式的測量放大機構、高精度的位移和角度感測器、精密的速度控制電機以及測量探頭構成了工件徑跳檢測單元。測量探頭可以採用超硬圓棒式測量挺桿、全開或半開包容式測量片以及高精度標准齒輪等多種方式，分別對軸桿類工件的純圓截面、D型截面以及齒輪或花鍵的分度圓等部位的徑向跳動實現准確測量。復雜周密的設計保證了測量的精確性、實用性。
（五）、可編程式控制制中心（PLC）
可編程式控制制中心是校直機的關鍵組成部分。校直機繁雜有序的動作都是在它的程序控制下執行完成的。PLC與計算機處理系統相互通訊並協調控制各執行部件有序的進行夾緊、測量、校直部位選擇、加壓實施修正等動作。系統採用日本OMRON系列可編程式控制制器（也可根據用戶要求選用日本MITSUBISHI、德國SIEMENS等公司的產品），電氣操作和執行元件主要採用日本MITSUBISHI、FUJI、OMRON、MATSUSHITA、法國SCHNEIDER等公司的產品，工作穩定可靠。
（六）、計算機處理系統
超高精度的數據採集系統、安全可靠的輸入輸出系統、帶大屏幕彩色液晶顯示器的工業一體化工作站、高專業水準的軟體包，全中文的人機交互界面，豐富多彩的圖文顯示、可列印的數據統計輸出等構成了校直機的計算機處理系統。
軟體設計方面，我們在借鑒了國外各專業廠家的先進經驗的基礎上，增加了我們獨特的校直理念，其中點振式修正大大加快了校直速度。向量分解式修正是專門針對帶有D形截面或表面局部淬火的工件（如轉向器齒條）而開發設計的。這一類工件通常由於外形的不規則或各個方向上熱處理不均勻，導致其不同的方向上機械特性存在差異，如果使用傳統的校正方式很難達到產品的技術要求。向量分解式修正可以在不同的方向上建立不同的修正模型進行校正，出色的解決了這類工件難於校直的問題。
在軟體實現上，我們採用的是C++ BUILDER 6.0 編程，C語言應用在工業控制領域的卓越表現使得我們的軟體包在代碼的執行速度和穩定性方面表現出色。全中文的人機交互界面更加符合中國人的使用習慣，同時使操作人員更加容易理解掌握。詳盡的在線電子圖文幫助系統可使初學者迅速掌握操作要領。可任意擴展的工件參數存儲，滿足了一機多用的要求。完善的故障自診斷系統可使操作人員迅速排查設備故障。測量動態波形顯示可以非常直觀的發現工件的圓度誤差、毛刺、凹坑等工件表面缺陷。最為難能可貴的是我們擁有對整套系統的再開發能力和技術隊伍，甚至可以針對特殊工件和用戶提出的合理要求進行專門的設計，達到與用戶在技術上的互動，以便於出色地發揮設備的功能和效率。
國內研製歷史