重型车床卡盘上卡爪座定位孔的加工方法

2013-06-18齐重数控装备股份有限公司齐齐哈尔161005董新国

金属加工(冷加工) 2013年17期

齐重数控装备股份有限公司（齐齐哈尔 161005）董新国

卡盘是机床的重要零件，按车床承载重量的不同，上面安装不同类型的卡爪，其安装定位方式也不相同。我们公司生产的系列高精度重型车床，卡盘与卡爪之间采用销轴定位，其6个φ65H7定位孔在卡盘T形槽上等距排列，圆周上均匀分布4处，如图1所示。为保证安装卡爪后卡盘旋转平稳，床头箱主轴旋转精度稳定，定位孔的加工精度十分重要。为此，我们专门研制了一种新的加工方法。

1.加工零件分析

卡盘为旋转零件，与床头箱主轴配合安装使用，其上面安装卡爪。设计要求对卡盘进行静平衡试验，使其整体质量均匀，旋转平稳。同时，为保证安装卡爪后卡盘整体平衡性不会破坏，卡爪定位孔的各项尺寸精度必须符合图样要求。

2.工艺分析

该零件材质为ZG310－570，切削性能一般。按照工艺安排加工路线为：毛坯处理→划线→粗车外圆、内孔及端面→热时效→划线→半精车外圆、内孔及端面，内孔按工艺要求车至钻模定位用尺寸→划零件中心线→安装钻模，钻、铰8个φ70H8孔→专用T形槽铣床，加工各T形槽→将卡盘靠于找正好的方箱上，镗圆周上4处6个φ65H7定位孔→按内孔轮表找正，精车外圆、端面及内孔→静平衡试验→检查→成品。

经过上述工艺过程后，加工出首件产品。检测发现，各φ65H7定位孔尺寸形位公差不符合图样要求，其φ65H7尺寸误差最大达到0.08mm，位置度误差达到0.12mm，大大超出了图样要求。经过分析，主要存在以下两个原因：一是镗孔时找正T形槽中心线有偏差；二是加工φ65H7孔时为断续切削，并且镗刀杆较细，加工时容易引起镗刀杆摆动，导致加工尺寸误差较大。

3.工艺改进及工装设计

经过思考，我们决定设计制造工装，通过工装来保证加工定位孔的各项精度。该卡盘上φ70H8孔和T形槽都已经加工完成，我们就以此定位来设计工装。

在设计和使用工装过程中，其定位基准的精度十分关键，我们在工艺上对φ70H8孔和T形槽加工提出要求。首先，钻床工序在钻、铰φ70H8孔时，其尺寸按φ70H7进行加工，表面粗糙度要求达到Ra=1.6μm；第二，加工T形槽时，将其宽度尺寸36H8上偏差按+0.035mm控制，下偏差按+0.01mm控制。

设计工装时，要考虑控制镗杆回转中心与T形槽中心的一致性，以及如何克服断续切削引起的刀杆摆动问题。为此，我们设计改进了镗杆结构，通过镗杆6与钻模体上固定钻套4配合，可以直接找正中心，同时镗杆稳定性增强，切削时不会引起摆动，确保其加工精度。工装如图2所示。

（1）定位销用于钻模体2在T形槽长度方向上的定位，与卡盘φ70H8孔配合安装，其外圆尺寸为φ70f 6，需要进行表面淬火增加硬度，磨削外圆等工序，以保证其加工制造精度。

（2）钻模体与卡盘上T形槽配合安装，用于镗孔加工。钻模体是整个工装的重要零件，有安装固定钻套3的定位孔、锁紧用螺纹孔。其制造重点是：与T形槽宽度配合的尺寸按36h6进行加工，两侧表面粗糙度值Ra=0.8μm；钻套孔按φ30H7尺寸加工，其中心对尺寸36h6中心线的位置度要求0.02mm；各定位孔中心距公差为±0.01mm。应进行相应的磨削、数控镗等加工工序，确保其制造精度。

（3）固定钻套安装在钻模体上，内孔与镗刀杆前段配合，引导并支撑镗杆进行切削加工，其内孔尺寸为φ24H7，外圆尺寸为φ30n6，同轴度公差0.012mm。固定钻套的加工制造应严格执行工艺标准，要进行热处理及内孔、外圆磨削等工序。

（4）镗杆将其前段设计加工成φ24f 6外圆与固定钻套配合，重点是要保证φ24f 6外圆对镗杆尾部锥柄轴线的全跳动公差不超过0.02mm，以及尾部锥度的磨削精度，应合理安排加工工序，保证镗杆的使用精度。

（5）锁紧螺钉待钻模体安装调整好后，分别将3个锁紧螺钉均匀受力拧紧，将其钻模体固定。