卧式双面铣前轴拳头面专用机床

2013-09-26张学周

制造技术与机床 2013年7期

张学周

(安阳三一机械有限公司，河南安阳455000)

1 方案分析

前轴在整车中承担承重、支承、转向的功能，属于汽车上重要零部件，而前轴拳头面的加工则是前轴加工中重要工序。前轴拳头两端面通常采用以下方案加工:方案一采用立式单面移动工作台结构，一铣头安装一穿糖葫芦铣刀加工前轴拳头上下面(如图1);方案二采用卧式双面移动工作台结构，两铣头各装一铣刀盘分别加工前轴拳头一端面(如图2)。方案一采用立式结构，需要使用立柱使成本增加，而方案二采用双面结构，需要用两个铣头，成本高。而且这两种方案每次均只能加工前轴一端的拳头面，工作效率低、劳动强度大，不能满足企业生产计划和市场需要。

根据上述情况，设计开发了卧式双面铣前轴拳头面专用机床(如图3)，该机床可实现一次装夹同时加工前轴两端拳头面，并且一次加工成型。

2 机床总体设计

两专用铣头分别置于两个机械滑台上，两滑台置于整体床身上，床身中间放置固定夹具。由于前轴拳头面端面有倾斜角度，一般为2°～10°之间;为适应前轴多品种加工，在床身和机械滑台之间放置一过渡板，滑台与过渡板固定为一体。在床身上安装固定一定位销，过渡板与此定位销配合，前后端用压板压紧，当加工端面倾斜角度不同的前轴时，只需松开压板，旋转过渡板至相应的角度并更换铣刀杆上的隔套即可;对于长度不同的前轴，机械滑台只要留有一定的储备量就能适应不同长度前轴的加工。

根据被加工件特点设计了结构新颖、紧凑的固定式夹具，与前两个方案相比还可以节省一个专用移动工作台。该机床不仅成本低，操作、维修方便，而且可大大提高加工效率、降低工人的劳动强度。

3 定位、加工工艺性分析

图4为前轴拳头面加工简图。前轴拳头面端面一般有2°～10°倾斜角度。因此两专用铣头在滑台上需倾斜一角度并对称布置才能高效加工。经分析研究，决定以前轴板簧面及其上两销孔定位，液压夹紧。考虑到铣削加工时刚性差、工件振动，在拳头外圆中间加一辅助支承，并在拳头外圆上表面用一旋转压板压紧，实际证明效果理想。

4 夹具结构设计

夹具是机床的重要组成部件，是根据被加工件的工艺性和机床加工方案的具体要求而专门设计的。它主要用于实现被加工工件的准确定位，合理夹压，装卸工件限位以及更换品种调整方便。

夹具结构见图5。它主要由夹具体、支座、定位板、压板、夹紧油缸等组成。夹具体上部两端左右对称，中间铣有T形槽。两支座通过T形螺栓与夹具体固定连接，并可在夹具体上左右移动一定距离。定位键用螺钉固定在支座上，左右调整支座时起定位导向作用。定位板、定位销可根据前轴品种不同而更换。工件夹紧采用旋转压板油缸，吊装上件时还备有浮动托板及限位杆便于定位销插销定位。

由于板簧定位面及夹紧点与拳头面之间距离比较远，铣削两端拳头两端面时，工件极可能发生振动甚至打刀，为避免这种现象发生，在拳头面外圆下面安装了一个辅助支承。考虑到前轴多品种特点及铣削时辅助夹紧压板不能两铣刀干涉，设计了如图5所示的辅助支承及辅助夹紧点可以前后、左右、上下六方位自由调整的柔性辅助支承夹紧单元，夹紧压板还能旋转便于装卸工件。该机构实现了多品种、不同系列前轴的铣削加工。