腰鼓形兜孔保持架数控车加工

2012-07-20郭鹰黄忠胜

轴承 2012年6期

郭鹰，黄忠胜

(贵州天马虹山轴承有限公司，贵州安顺 561000)

1 概述

某腰鼓形兜孔保持架结构如图1所示，其使用工况复杂，精度要求较高。保持架材料为40GrNiMoA优质合金钢，其强度高、耐磨性能好，但不易加工，加工过程中刀具磨损快，更换频率高，尺寸难以控制，直接影响兜孔表面粗糙度和生产效率。特别是对于腰鼓形保持架兜孔，上下孔口小，中间孔径大。若采用传统的高速钢刀具钻、铰孔工艺，需要设计结构复杂的工装或刀具，且精度很难达到工艺要求。因此，在深入分析该种保持架的结构特点及加工中出现的问题基础上，经反复试验后，采取在数控车床上一次装夹完成腰鼓形兜孔的定位、钻孔和镗孔。

图1 腰鼓形兜孔保持架结构

2 加工工装的设计

由于车床加工时工件作旋转运动，刀具作进给运动，为了加工出腰鼓形兜孔，必须使每一个要加工的兜孔轴线与车床主轴轴线重合。设计工装结构如图2所示，由底座、旋转定位杆、定位销、调整块、压板(或平衡块)和上、下螺母组成。锥形底座与主轴锥形孔紧密配合，使主轴带动工装和工件一起旋转。旋转定位杆等分孔采用精密镗床加工，可以根据工件的大小及兜孔等分数加工出多种规格的产品，减少了工装部件的重复制造。在旋转定位杆和工件之间可加一个调整块，用于调整使兜孔轴线与车床主轴轴线重合，并控制兜孔中心与基面尺寸一致。根据实际加工情况也可以把调整块与旋转定位杆做成一体，从而减少配合误差，提高工件加工精度。定位销与旋转定位杆上的定位孔配合，在加工中用于工件兜孔等分精度的控制。平衡压板一方面使工件通过上螺母压紧在旋转定位杆上，一方面由于该工装的重心偏离机床主轴轴线，高速旋转时会产生离心力，使机床产生振动，影响工件表面加工质量，不同厚度的平衡压板可以起到平衡工装的作用，减小离心力，避免机床高速旋转时产生振动。下螺母用于把分度定位杆紧固在底座上。

1—工件；2—压板；3—上螺母；4—下螺母；5—旋转定位杆；

3 加工原理及编程

兜孔加工如图3所示。首先把底座装入数控车床主轴锥孔中，用拉杆通过底座上内螺纹拉紧底座，保证良好的连接强度。选择一个合适的平衡压板，用上螺母将旋转定位杆上的工件料坯压紧，并把旋转定位杆装入底座上的基准孔中，定位销插入旋转定位杆上的等分孔内，用下螺母紧固旋转(分度)定位杆使兜孔轴线与机床主轴轴线重合。启动机床后主轴带动工装和工件高速旋转，通过数控程序控制刀具轨迹及数控旋转刀架的自动换刀，可分别对兜孔进行定位、打中心孔、钻孔和镗孔加工，当加工完一个兜孔后刀架自动退到安全位置，主轴停止旋转，此时松开下螺母，使旋转定位杆上的等分孔脱离定位销，并转动旋转定位杆至下一个等分孔，然后插入定位销，旋紧下螺母，进行下一个兜孔的加工。数控机床(980TD)加工程序如下：