特殊精密深孔的組合加工
2013-5-5 來源：南京機電液壓工程研究 作（zuò）者：張文麗 陳加定
在科研生產實踐中，我們遇到多種類似附圖所示的組件，端蓋2和殼體5（材料為ZL105），兩處滑動軸承6分別與（yǔ）端蓋2和殼體5過（guò）盈裝配，通過定位銷1將端蓋2和殼（ké）體5進行定位（wèi），再由螺釘3墊圈4把端蓋2和（hé）殼體5進行固定聯接，要求（qiú）保（bǎo）證組裝後兩處滑動軸承6內孔與基準孔A同軸度為φ0.02mm，兩孔圓柱度為0.006mm、表麵粗糙度值（zhí）Ra=0.8μm。
滑動軸承6材（cái）料為石墨M233H，這種材料是由粉末壓（yā）製而成的非金屬材（cái）料，質脆且硬度低，加工時易有崩（bēng）角、掉（diào）渣、產生裂紋等缺陷；端蓋2和殼體5組合（hé）後φ14.5H7孔深達170mm，要求同時保證對基準麵A的同軸度φ0.02mm和圓（yuán）柱度0.006mm，這對車（chē）削刀具和機床要求很高，車削難度大。
1. 工藝方案比較
（1）工藝方案一
首先，端蓋2和滑動軸（zhóu）承6、殼體5和（hé）滑動軸承6均采用過盈配合分別進行裝配，然後分別加工兩處φ 14.5H7孔。
在這種工藝方案（àn）中，φ 14.5H7孔的尺寸和圓柱度要求（qiú）很容易保證，對車削刀（dāo）具和加工要求也不高，刀具不需懸伸很長，刀杆剛性好，但因是兩次裝夾分別找正，同時對基準A的同（tóng）軸度φ 0.02mm無法保（bǎo）證。
（2）工（gōng）藝方（fāng）案二
通過定位銷1將端蓋2和殼體（tǐ）5進行定位，再由螺釘3、墊圈（quān）4把（bǎ）端蓋2和殼體5進行固定聯接，這（zhè）樣就（jiù）可以一次裝夾定位，找正基準孔A，車削加工孔φ 14.5H7及端麵等。
在這種工藝方案中，殼體5和定位銷1是過盈配合，端蓋2和定（dìng）位銷1是間隙配合，這樣避免了兩次（cì）裝夾，一（yī）次找正直接（jiē）加工。但是由於孔深達170mm，需要定製特（tè）殊（shū）的加（jiā）長刀杆，加工時（shí）刀具懸伸得過長（zhǎng）且孔較小，刀杆剛性差，車削時易產生振動，使得φ 14.5H7內孔有錐度，圓柱（zhù）度無法保證，還（hái）影響工件的表麵粗糙（cāo）度。如果（guǒ）通過研磨的方法對內孔進行補救，研磨套的加工存在難點。
能不能找到一種方法，既能一次定位裝夾找正，刀具又不用（yòng）懸伸過長呢（ne）？為此，我（wǒ）們結合方案一和方案二的優缺點，想出一種組合加（jiā）工的方法，有效地解決了（le）以上加工難題。
（3）工（gōng）藝方案三
鏜軟爪（zhǎo）裝夾端蓋2，先車削（xuē）出左（zuǒ）端滑動軸承6孔及其端麵，在車床上不拆卸掉端蓋2的前提下，通過定位銷（xiāo）1將端蓋2和殼體5進行定位，再由螺釘（dìng）3、墊圈4把端蓋2和殼體5進行固定聯接，再加工出右端孔及基準孔等（děng）。
在這種工藝方案（àn）中，做到（dào）了一次（cì）裝夾定（dìng）位和找正，避免了因兩次裝夾（jiá）和（hé）找正引起的累積誤差，因為是分別加工兩孔，隻（zhī）需移動機床的床（chuáng）鞍，刀具不用懸（xuán）伸過長，刀杆剛性好，圓柱（zhù）度也容易（yì）保證。
2. 編製加（jiā）工工藝
基於工藝方案三的優（yōu）點，該零件的加工工藝安排如下：在附圖中（zhōng）粗實線均表示在組（zǔ）件中需加工的部位，兩處φ 14.5H7孔（kǒng）和φ 62H8孔徑向單邊均留餘量0.3mm，三處需加工的端麵均留餘量0.2mm，其餘所有尺寸均（jun1）在單個零件中加工到位。其（qí）中關鍵工序是組合加工時的精車工序，為此根據材料較脆且質軟的特性，我們選用高精密車削機床（chuáng），刀具選用硬質合金YG8，這種刀具耐磨性較好，可（kě）有效地提高工件表麵質量；刀具幾何（hé）角度：前角10° 、後角15°、刀尖（jiān）圓弧（hú）半徑R1mm；切削參數選擇（zé）：切削速度350～480m/min，進給量0.06～0.1mm/r。刀具和切削參數的選用可有效地防止崩邊、掉渣等缺陷發生，也可有效地保證深孔圓柱度0.006mm和端麵平麵度（dù）0.006mm的要求。
關鍵工序加工過程為：先將端（duān）蓋2、滑動軸承6和殼（ké）體5、滑動軸承6分別采用過盈配合進行裝配（pèi）；鏜軟爪（zhǎo）裝夾端蓋2，找正端（duān）麵B和外（wài）圓C麵跳（tiào）動在0.01mm以內，車左端滑動軸承6內孔及其端麵；在不拆卸（xiè）掉端蓋2的前（qián）提下，先將殼（ké）體5和定位銷1進行過（guò）盈配合，定位銷1再與端蓋2間隙配合，通過螺釘3墊圈4進行固定聯接，車削加工右端滑動軸承6內孔及其端麵和基準（zhǔn）孔φ62H8及其端麵。車削時可采用少量切削和多次進刀的方式，以保證圖示（shì）要求。加工後根據設計要求，可拆（chāi）下螺釘3、墊（diàn）圈4聯接件，將端蓋2和殼體5形成的組件做好配對（duì）標記（jì），成對入庫保存。
3. 加工驗證
采用方案（àn）三編製的工藝加工的一批（pī）零件，經過三坐標測量儀進（jìn）行（háng）檢測，尺寸和形位公（gōng）差合格率達97%；經過（guò）分析，不合格的（de）零件中有些是（shì）滑動軸承6石墨材料本身疏鬆的缺陷（xiàn）造（zào）成，有些是形位公差超差（chà）。對由於端（duān）蓋2、滑動軸承（chéng）6形成的組件和殼體（tǐ）5、滑動（dòng）軸承6、定位銷（xiāo）1形成的組件配對存放，同（tóng）軸度φ0.02mm無法測（cè）量的問題，因為是一次裝夾定位找正加工，而在裝配時兩處滑動軸承（chéng）6內孔φ14.5H7是裝（zhuāng）在同一（yī）根長軸上的兩（liǎng）端，可通過端（duān）蓋2和定位銷1之間的間隙進行微調（diào），對裝配來說沒有影（yǐng）響。我單位加工的其他類似這種組件也是采用這種組合的方式加（jiā）工，加工質量和效率良好，能（néng）夠滿足設計的裝配要求。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合（hé）作，歡迎聯係本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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