高精度中心孔车削加工工艺

2015-02-19新乡市新机创新机械有限公司河南453000曹高峰王艳华王乃超

金属加工(冷加工) 2015年8期

关键词：外圆数控车床装夹

■新乡市新机创新机械有限公司（河南 453000）曹高峰王艳华王乃超

高精度中心孔车削加工工艺

■新乡市新机创新机械有限公司（河南 453000）曹高峰王艳华王乃超

摘要：本文介绍了一种在加工中心上车削高精度中心孔的加工方法。该方法是把车削原理使用在小型立式加工中心上，最终解决了实际问题，提高了生产效率。

我公司生产的一种零件，材料为T10A，硬度要求为60～65HRC，如图1所示。

利用小型立式加工中心定位精度高的优势，打破小型立式加工中心的正常工作模式，让小型立式加工中心主轴夹住工件，在工作台上装夹刀具，编制程序车削60°中心孔，使60°中心孔的角度误差控制在0～-2′。

该零件60°中心孔的形状精度要求很高，公差范围为0～-4′，表面粗糙度值Ra=0.8μm，该中心孔与外圆的同轴度为φ0.01mm。

1. 原工艺加工方法

按常规工艺，由于该零件中心孔精度、表面粗糙度值要求都很高，且淬火硬度高达60HRC，中心孔又较大，因此制定的工艺流程如下：车（由于该件较短，两件互为卡头，中心孔及外圆留磨量）→淬火→中心孔磨→外磨→切开。但检测结果是中心孔精度很差，废品率超过了50%。因精磨时反复精修砂轮导致生产效率低，检测更是费时费工，每一个工件都需三坐标检测。导致问题的原因如下：中心孔磨床是国产老设备，精度不高，受人为因素影响较大，难以保证工件质量稳定。故又寻求外协厂家用进口的高精度中心孔磨床加工，中心孔精度能够保证，但成本很高，且不能保证配套周期。

图1

2. 第一次工艺改进

在数控车床上一次装夹车削外圆及60°中心孔。其工艺流程为：车（两件互为卡头，中心孔及外圆留磨量）→淬火→精车→切开。尝试工件淬火后在数控车床上采用陶瓷刀片和立方氮化硼刀片一次装夹车削外圆及60°中心孔。结果如下：表面粗糙度值完全能够达到要求，但是中心孔的形状精度无法保证，超差铰大，并且角度很不稳定。分析原因是数控车床两轴联动的运动精度不能满足要求，因为在编制车削60°锥孔程序时考虑了进给系统的传动间隙，增加了足够的车削锥孔前的空行程，然而车出来的中心孔仍然出现了角度不稳定的情况。

3. 第二次工艺改进

经过多次试验，尝试了不同的加工方法，结果都不尽如意，于是尝试改变思路，利用小型立式加工中心定位精度高的优势，把车床上的车削方式用到了小型立式加工中心上，让小型立式加工中心主轴夹住工件，工作台上装夹刀具，编程序车削外圆及60°中心孔。该方案的加工原理与车床的加工原理基本相同，主要区别是：车床是刀具走运动轨迹，小型立式加工中心是主轴走运动轨迹。依据这一思路进行试验，结果非常理想，60°中心孔精度完全达到了图样要求，误差在0～-2′之间，表面粗糙度值Ra=0.8μm，同轴度为φ0.01mm。

在加工中心上车削外圆及60°中心孔的具体实施方案如下。

（1）将工件卡头装入加工中心的刀柄卡心中，通过刀柄将工件装到主轴上。

（2）通过工装将车刀装到工作台上。

（3）对刀，设定坐标系，编程序，一次装夹精车外圆及60°中心孔，如图2所示。

按此工艺方案又加工了几批零件，经检测外圆及60°中心孔均能达到图样要求，尤其是中心孔的角度误差稳定在0～-2′。

总之，只要持之以恒，永不言弃，任何困难都是暂时的。该项工艺改进不但解决了生产瓶颈，还降低了成本，提高了效率。