卧式双面镗前轴主销孔车端面机床

2014-07-13张学周

制造技术与机床 2014年11期

张学周

(安阳三一机械有限公司，河南安阳 455000)

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，而前轴主销孔及孔口两端面的加工则是前轴加工中的重要工序。前轴拳头两端面对主销孔中心跳动一般不大于0.05 mm，要求精度高;因此两端面和主销孔的加工必须安排在一次装夹中完成才能保证两端面对主销孔的跳动度;而由于前轴锻造原因，以板簧面及两销孔定位方式常造成主销孔加工后壁厚不均，影响前轴总成的刚性及使用性能。

1 机床总体设计

针对这种情况开发了卧式双面两工位移动工作台半精镗、精镗主销孔车端面机床(如图1)。一工位为被加工件前轴主销孔的定位插销、拔销工位，保证前轴主销孔壁厚均匀;二工位右镗头为半精镗主销孔、刀盘车前轴拳头面一端面工位，二工位左镗头为精镗主销孔、刀盘车前轴拳头面另一端面工位。

一工位插销机构布置安装在移动工作台底座上，不随工作台面及夹具移动;二工位两镗头分别置于两个液压滑台上，两滑台置于两个侧床身上，中间放置移动工作台和固定夹具。开始加工时，移动工作台定位块1靠紧挡铁2，插销机构定位销5为伸出状态，人工吊装上工件，定位销5插入工件主销孔，夹紧油缸夹紧工件，定位销5拔出，移动工作台快进，缓进，当定位块3靠住挡铁4时，移动工作台定位，右镗头开始半精镗主销孔、孔口倒角、车端面，加工完毕退回;然后左镗头精镗主销孔、孔口倒角、车端面，接着工作台微退让刀，避免刀具划伤已加工的主销孔，左液压滑台退回。然后移动工作台快退，卸下工件。此方案不仅保证了两端面对主销孔中心跳动，还保证了前轴主销孔壁厚均匀，达到了用户要求。

由于前轴拳头面端面有倾斜角度，为适应前轴多品种加工，在移动工作台台面上安装固定一个定位回转销，夹具上的定位套与此回转销配合，前后端用压板压紧，当加工主销孔端面倾斜角不同的前轴时，只需松开压板，旋转夹具至相应的角度并更换夹具板簧面上的定位块即可;对于长度不同的前轴，只要调整支承板簧面支座之间的距离就能适应不同长度前轴的加工。

2 定位、加工工艺性分析

图2为前轴加工简图，前轴主销孔一般有2°～9°倾角。由于用户要求保证前轴主销孔壁厚，又要兼顾主销孔到板簧面上定位销的距离。经分析研究，决定以前轴板簧面定位限三点自由度，用主销孔定位限两点自由度，用后端板簧面上一销孔限一自由度实现完全定位，液压夹紧。由于本机床为镗主销孔和车其端面，因此工件定位后，定位插销必须退回让开加工位置。考虑到加工时前端没有支承、刚性差、工件易振动，因此在拳头外圆下面加一辅助支承，并在拳头外圆上表面用一小油缸压住，效果理想。

3 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3。夹具体前端下部安装回转销定位套，与安装固定在移动工作台台面上的定位回转销连接配合在一起，以便加工前轴主销孔倾角不同时，调整夹具用。前支座通过夹具体凸起键定位，支座上安装有定位板，旋转压板夹紧工件;由于要保证主销孔壁厚，插销机构以主销孔定位插销，则板簧面上定位销孔与主销孔之间距离尺寸往往有偏差，而用户又要求用后板簧座上的销孔定位。因此后端定位销必须可以来回稍微灵活移动以便板簧座销孔插销定位，为此把后端支座安装在直线导轨上，后端定位销便可以来回稍微灵活移动。

吊装上件时工件主销孔推入定位插销上，由于后支座上安装有大倒角限位杆，可微量带动后支座，因此后端板簧面上的定位销可顺利灵活插销，旋转压板夹紧工件，通过定位插销油缸带动导杆后退，主销孔定位销拔销。移动工作台快进至加工位置进行加工。由于板簧定位面及夹紧点与拳头面之间距离比较远，镗主销孔和车端面时，工件极可能发生振动，导致镗孔精度降低，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，并用一小油缸前端夹紧。

根据前轴品种不同更换板簧面上的定位板、定位销可实现多品种、不同系列前轴的加工。