針對偏薄型製動盤摩（mó）擦麵精車存在（zài）的問題（tí）對車床的改進
2020-5-19 來源：龍泉青瓷寶劍技師學院 景寧佘族自治縣縣 作者：葉孟軍（jun1） 潘瑋
摘要：論文淺析了（le）偏薄型製動盤在精車兩邊摩擦麵（miàn）時存在的一些精度控（kòng）製、生（shēng）產效率等（děng）問（wèn）題，同時根據偏薄型製動盤的技術要求，提出工藝改進，並對標準車床某些（xiē）部件進行相（xiàng）應的改進，從而解決精度控製難題，提高生產效（xiào）率。
關鍵詞：製（zhì）動盤；精車；車床；改進；精度；效率
1 、引言
汽車零配件作為汽車的重要（yào）組成部分，是汽車產業發展的基礎（chǔ）。隨著我國經濟和社會的發展，汽車消費特（tè）別是轎車消費日益大眾化，汽車配件行業也飛速發展起來，汽配行業在機械行業和國民經濟中（zhōng）站（zhàn）了（le）很重要的地位，這就同時給（gěi）機床行業帶（dài）來了極大的發展機遇。汽配零件的批量都很大，然而（ér）一般機（jī）床企業量產的標準型機床（chuáng）適用範圍廣泛，不隻針對某類零（líng）件而（ér）設計。因此為了（le）保（bǎo）證加工質量和提高生產效率，對現有的標準型機床（chuáng）進行某部件的小（xiǎo）改進，以主動去適應汽（qì）配中某類零件（jiàn）的（de）加工，從而提高加工精度及生產（chǎn）效益，對提（tí）高機床（chuáng）企業的行業（yè）競爭力及成本控製意（yì）義非凡。
汽（qì）車（chē）製（zhì）動盤就是汽車（chē）零配件的一種，是汽車中十分重要的一個零件。汽車運行時製動盤跟著輪轂高速（sù）轉動，刹車時利用製動盤與摩擦材料的摩擦，使汽車減速或停止運動。日常汽（qì）車運行時，刹車動作非（fēi）常頻繁，如果不加工好製動盤的兩個摩（mó）擦麵，那（nà）麽摩擦材（cái）料的損耗將會很大，刹車（chē）效果也必將受到影響，安（ān）全問題等都將不能保證。因此，製動盤的加工質量控製必須達到要求。
2、 偏薄型製動盤摩擦（cā）麵精車時存在的問題
2.1 製動盤類零件的技術要求
大部分汽車製動盤（pán）形式均在 A、D 兩基準麵中有一（yī）麵為定位安裝麵，B 基準（zhǔn）圓柱軸心即為製動盤旋轉軸心，而 C 基準有（yǒu）時候可做加工工（gōng）藝基準。
偏（piān）薄類製動盤，兩摩擦麵（miàn）厚度尺寸 H 為 10mm 以下，而車削（xuē）跨度尺寸 L 則有 40～50mm。要求（qiú）偏（piān）高的製動盤，P、Q 兩摩擦麵的（de）平（píng）麵度（dù）要求在 0.01mm 以下，對（duì） A、B 安裝基準的跳動也均在 0.01mm 以下，且厚度尺（chǐ）寸 L 在同一徑向上（shàng）的偏差不得大於（yú） 0.01mm，在同一圓周方向上的偏差不大於 0.003mm。
2.2 標準型車床精車偏薄型製動盤（pán）摩擦麵時存在的問題
對應於一般的標準型車床，精車此類零件，假設（shè） A 基準麵為安裝麵，則一般（bān）是先將（jiāng）零件粗車、半精車（chē）完（wán）成，隻（zhī）將兩（liǎng）摩擦（cā）麵（P 麵、Q 麵）、一安（ān）裝麵（A 基準麵）和一安裝定位孔（B 基（jī）準（zhǔn）孔）單麵 0.5mm 左右的（de）餘量留給精車。具體工藝為：靠實 D 基準麵，撐 ΦC 內孔定位，精車各麵，要求兩摩擦麵（miàn）、安裝基準麵及安裝定位（wèi）孔一次裝夾車出，對上（shàng）述如此高的精度要求（qiú），在現有標準型車床上精車兩摩擦麵時，會因為（wéi）零件本身剛性問題，而很難達到所需的精度。當車刀車削 P 麵時，有一軸（zhóu）向力（lì） F，對（duì）於偏薄（báo）類製動盤，軸（zhóu）向力 F 足以引起影響製動盤（pán）精度的軸向形變（biàn）量，而（ér）車削靠近圓周外側時的變形量最大，車削靠軸線（xiàn）側時變形量較小，從而導致 P 麵的平麵度、對安裝基準（zhǔn）的跳動、厚度尺寸在同一徑向上的跳動和在同一圓周方向上（shàng）的偏（piān）差，將很難達到要求的精度。同（tóng）樣，車削 Q 麵時，精度也難以保（bǎo）證。厚度尺寸 H 越小，車削跨度尺寸（cùn） L 越長，精度影響也將越大。
3 、工藝改進（jìn）及對應加工設備的改進
3.1 對工藝中存在的（de）問題進行改（gǎi）進
針對偏薄型製動盤精車 P、Q 兩麵時容易引起（qǐ）變形（xíng）的問（wèn）題：車削 P 麵，有軸向力 F 而引起製動盤向 Q 麵方向讓刀（dāo）；而車削Q 麵時（shí），有軸向力 F′而引起製動盤向 P 麵方向讓（ràng）刀。當左右麵（miàn）車削深度相近時，F≈F′，且（qiě）方向相反。要是兩邊同時車（chē）削，剛好（hǎo）可以抵消。因此考慮精車工藝改動，要求 P 麵（miàn）和 Q 麵在同一圓周上（shàng）同時進行車削，其餘不變即可。為保證同時切削的深度相同，即要求兩麵的餘量要相同，隻需在半精車時，控製同一批（pī）零件 P、Q 兩麵對（duì） D 基準麵的尺寸控製在一定的公差範圍內（nèi）即可。
3.2 對標準車床進行改進以適應新加工工藝的需求（qiú）
3.2.1 分析新工藝對設備功能的需求及解決方（fāng）法
①新工藝（yì）要求：P 麵和 Q 麵在同一圓周上同時進行切削。即兩把車刀（dāo）同時對 P、Q 進行切削。考慮將標準車床刀架（jià）改（gǎi）為特（tè）製刀架（jià），裝兩把刀同時切削（xuē）。②退刀問題：從 A 點車削至 B
點完成車削，如（rú）果（guǒ）不讓刀而直接退刀回 A 點，將會導致車（chē）刀刀尖（jiān）對兩摩擦麵拉傷，或者出現螺旋刀痕，對摩擦麵會造成破壞。因此，退刀（dāo）之前，應該先將某一把（bǎ）車刀讓開一小段距離，讓兩刀尖離開兩摩擦（cā）麵一段（duàn）距離後再退（tuì）刀。先讓（ràng）車（chē）刀 T2 往（wǎng） Z+方向，讓出 2s 的距離，再將刀架整體向 Z+方向移動（dòng） s 的距離，即可實（shí）現順利退刀。③讓刀方式：如果將（jiāng）刀具 T2 向 Z+方向（xiàng）平移一小段距離來實現讓（ràng）刀，則（zé）需解決如下一些問題：T2 刀在 Z軸方向上的定位問題、T2 刀（dāo）車削時的鎖緊問（wèn）題、T2 刀具平移時產生間隙的防塵防屑問題、潤滑問題等都不能很好的（de）解決。T2 刀向 Z+方向平移 2s 距離，致使固定 T2 刀的刀座（zuò）與固定T1 刀的刀座之間產生 2s 的（de）間隙，鐵屑、灰塵等（děng）雜質很容易進入間隙從而影響（xiǎng） T2 刀回程後的 Z 軸方向上的定位問（wèn）題。T2刀的鎖緊問題及滑動麵的潤滑問題也比較棘手[1]。因此考慮將T2 刀沿平行於 X 軸（zhóu）方向的軸線旋轉一個角度（dù）來實（shí）現讓刀，將能解決平移式讓刀難以解決的問題。在刀（dāo）座上裝 T1 刀和一旋轉（zhuǎn）刀座，在旋（xuán）轉（zhuǎn）刀座上再裝上 T2 刀。讓刀時隻需將 T2 刀旋轉θ 角度，從而使 T2 刀尖離開工件表麵一段距離 2s，即可實現順利讓刀。退刀後，轉回原始位置即可進行下次進刀車削（xuē），定（dìng）位精（jīng）準（zhǔn），鎖緊方（fāng）向與（yǔ）切削力方向一致，且不會產生任何定位間隙，防塵、防屑、潤滑問題也都得到解決。需要注意的是 T2 刀的旋轉角（jiǎo）度 θ 必須要小（xiǎo）於刀（dāo）具 T2 的後角 α0，以防讓刀時刀杆與工件相碰。④車削厚度可調（diào）整（zhěng）性問題：為了適應不同厚度製動盤的車削，將 T2 刀與旋轉刀座的連接鎖緊（jǐn）設計成有一定的（de）可調範圍，即可滿足（zú）要求。⑤其他功能改進需求（qiú）：除（chú）了加工（gōng）兩摩擦麵（miàn），還需加工安裝麵（A 基準（zhǔn）麵）和安裝定（dìng）位（wèi）孔（B 基準孔），因此，還要再加一把內孔端麵車刀來完成整個精車過程，考慮在橫溜板上加裝排刀座，以便新增一把或數把車刀來滿足加工需求[2]。
3.2.2 根據需求改進（jìn）標準型車床
根據上述分析，確定了對標準型車床改造的範圍內（nèi）容和大體方案：即保持其餘各零部件不變，隻需將 X 向刀架改進為（wéi）上述雙刀刀座加一排刀，然後將橫溜板（bǎn）進（jìn）行對應改動即可。在（zài）整
體刀座上裝一把固（gù）定（dìng）刀 T1，再裝一旋轉刀（dāo）座，在旋轉刀座上裝一把可在 Z 軸方向上有一定調整範（fàn）圍的車刀 T2 即可。為保證旋轉刀座能夠旋轉自如（rú），在（zài）旋轉刀座兩端裝推力球軸承和銅質襯套（tào），用圓螺母預緊，並在旋轉刀座（zuò）上方增加兩潤滑油孔，以降（jiàng）低摩擦係數，減少（shǎo）磨損，提高精度、穩（wěn）定性和使用壽（shòu）命。兩（liǎng）端加裝防（fáng）塵蓋，有效防止塵屑進入。[3]在刀架左端裝一隻單動型（xíng）小液壓缸，工作時小液壓缸頂出，將杠杆頂向右端頂杆一側並鎖（suǒ）緊而使（shǐ） T2 刀處於切削位置；當讓（ràng）刀時小液壓缸卸壓（yā）自（zì）動縮進，杠杆則由拉伸彈簧（huáng）的拉伸而帶動旋轉刀座旋轉，使 T2 刀旋轉至
讓（ràng）刀位置。當兩刀進行切削時，切（qiē）削力的（de）相對（duì）於旋轉刀座是逆（nì）時（shí）針的力矩作用，因此切削力不會影（yǐng）響旋（xuán）轉刀座的鎖緊性能。
4 、改進前後加工質量、生產效率和設備生產
成本的對比（bǐ）將改進後的（de）車床同標準型車（chē）床比較，很明顯改進後的加工工藝及設備能更好地保證製動盤兩摩擦麵的精度，且兩麵同（tóng）時進行精車，節省了加工時間（jiān），大大提高了加工質（zhì）量（liàng）和生產效率。因為隻對車床刀架進行了改動，將標準車床的刀架換成上述刀架，而其他零部件均可（kě）借用量（liàng）產標準機（jī）床，所以在設備生產成本上並未有明顯增加。且經改動後的車床，不隻是單單（dān）針對汽車製動盤，對其（qí）他有相似要求的盤類零件（jiàn）同樣有很高的適應性和優越性。
5、 結論
綜上所述，經過改進後的（de）工藝和設備，大大提高了偏薄型製動盤摩擦麵精車時的加工質量、效（xiào）率，最大限（xiàn）度的壓低了（le）設備生產的成本，使機床企業從中獲得（dé）更大的（de）經濟效益，對（duì）機床
企業的發展意義重大。
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