圓弧面簡易工裝精加工方法

河北天擇重型機(jī)械有限公司 (邯鄲 056200) 趙立鈞 趙燕燕

我公司作為一個(gè)為大型煤礦、鋼廠制作成臺(tái)套煤機(jī)、冶金產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)，在日常生產(chǎn)中經(jīng)常遇到加工圓弧面類的零部件，尤其冶金類產(chǎn)品。作為承接關(guān)鍵部件自動(dòng)調(diào)心作用的球面墊的生產(chǎn)加工，更是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于圓弧面產(chǎn)品的加工難度相對較大，弧度、精度及表面粗糙度要求較高，通過應(yīng)用分廠現(xiàn)有車床實(shí)現(xiàn)圓弧面零部件的加工是一項(xiàng)技術(shù)革新難題。為此，我們成立QC攻關(guān)小組，設(shè)計(jì)了在臥式車床上加工球面墊的工裝夾具，確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，降低加工成本，提高工效。

1.常用工裝分析

在C620臥式車床上，加工小型圓弧面類型產(chǎn)品，常用工裝夾具如圖1所示。底板4孔用于跟臥式車床尾座固定，連桿則可隨加工圓弧面R進(jìn)行調(diào)節(jié)，受車床加工范圍所限，其加工圓弧面R相對較小;在應(yīng)用機(jī)夾刀具的前提下，相對來說加工的圓弧面尺寸、精度和表面粗糙度質(zhì)量等較高，完全可滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。

圖1

但此工裝優(yōu)缺點(diǎn)同樣明顯。優(yōu)點(diǎn)是簡單實(shí)用，加工效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，表面粗糙度值低，可批量生產(chǎn);缺點(diǎn)是加工精度、表面粗糙度等過度依靠機(jī)夾刀具，且加工圓弧面R相對較小。

2.工裝改進(jìn)試驗(yàn)

冶金類產(chǎn)品大型圓弧面是否也能如此加工呢?為此，我分廠特地制作相同工裝在車床C666上進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)踐證明，圓弧面R越大，加工面的表面粗糙度質(zhì)量越差，而球面墊的圓弧面又是產(chǎn)品使用配合的關(guān)鍵，其自動(dòng)調(diào)心功能，重點(diǎn)就是圓弧精度和表面粗糙度要求，直接切削無法滿足產(chǎn)品使用要求，因而不能直接應(yīng)用于大型車床。如何改進(jìn)才能在大型車床上應(yīng)用呢?為此，我們做如下試驗(yàn)，此加工工裝主要應(yīng)用于尾座、床鞍及刀架溜板，用連桿將銷軸固定在刀架溜板上，確保機(jī)夾刀運(yùn)行中軸線與床頭箱活件同一水平線。假設(shè)床鞍絲杠走向 (與床身垂直向)為橫向，那么刀架溜板則與床身平行，同時(shí)卸掉刀架溜板絲杠搖把，使刀架可在刀架溜板上自由移動(dòng)。同時(shí)要求車床進(jìn)刀相對均勻，進(jìn)刀速率恒定，工件固定，從而形成勻速進(jìn)刀，進(jìn)而形成圓弧面的加工，如圖2所示。

圖2

3.工作原理

此工裝主要應(yīng)用同心軸雙向受力工作原理，通過車床尾座固定于工裝底板，其上焊接立板，前端應(yīng)用軸心定位;將需加工零部件裝夾于車床車盤上，將聯(lián)接架固定在刀架溜板上，并通過連桿與底座聯(lián)接，繼而形成完整工裝結(jié)構(gòu)。那么我們站立操作側(cè)正對車床時(shí)，首先設(shè)定車身方向?yàn)榭v向，床鞍絲杠移動(dòng)方向?yàn)闄M向。在加工過程中，首先拆卸刀架溜板絲杠，使刀架能縱向自動(dòng)移動(dòng)，起動(dòng)床鞍絲杠快速走刀，使刀架沿床鞍絲杠做橫向移動(dòng)時(shí)，因?yàn)檩S心是由底板固定在尾座所控，即軸心是恒定不變的。由于連桿與固定底板聯(lián)接起到一個(gè)張力作用，即車刀在沿著床鞍絲杠橫向移動(dòng)的同時(shí)，因連桿原因在車身方平行向有一個(gè)縱向張力，在雙向力作用下，車刀相對零件作圓弧運(yùn)動(dòng)，從而切削出內(nèi)圓弧面，繼而完成內(nèi)圓弧面加工;如果將床鞍絲杠拆卸，刀架能沿床鞍絲杠做橫向移動(dòng)，起動(dòng)床鞍相對車身做縱向移動(dòng)時(shí)，結(jié)合連桿給的橫向推力作用，即此時(shí)車刀同時(shí)受床鞍的縱向力和連桿的橫向力，從而形成外圓弧面走刀，切削出外圓弧面。

將尾座后移固定，即與前端車頭相距較遠(yuǎn)時(shí)，使連桿與尾座前伸部分呈現(xiàn)大于90°傾角，可直接通過連桿張力作用車削內(nèi)圓弧;而將尾座前移固定，使連桿與尾座前伸部分呈現(xiàn)小于90°傾角，在沿溜板箱絲杠橫向移動(dòng)時(shí)，刀架同時(shí)受到連桿的向車尾方向的推力作用，合力作用下，車削出外圓弧。

另外，如果針對刀架設(shè)計(jì)制作機(jī)加刀裝夾工具，使用機(jī)加刀切削圓弧面，效果更佳。

4.實(shí)際應(yīng)用效果

我公司承接制作的30 t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)品中，兩種類型球面墊內(nèi)、外圓弧面SR310 mm、SR560 mm，應(yīng)用此工裝生產(chǎn)加工，尺寸精度嚴(yán)格保證，表面粗糙度值Ra=3.2 μm以下，極大降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提效200%，圓滿完成該加工任務(wù)。這種加工方法很好地解決了球面墊配合內(nèi)、外圓弧面的加工問題，提高了企業(yè)的實(shí)際加工能力和工藝水平。

5.結(jié)語

上述工裝有效解決了在臥式車床上切削球面墊內(nèi)、外圓弧面的問題，尤其是切實(shí)解決圓弧面形位公差、加工精度及表面粗糙度等加工難點(diǎn)，以其較新的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了零件的裝夾、定位和加工，滿足零件的設(shè)計(jì)要求，而且加工同類型產(chǎn)品，提效100%。