大跨度等直径同轴孔系加工精度的保证方法

大跨度等直径同轴孔系加工精度的保证方法
李纪明
(淮海工学院机械工程系,连云港,222005)
摘　要　介绍了一种大跨度等直径同轴孔系的加工方法,较好地保证了孔系的加工精度,还可获得较高的生产率。

关键词　孔系;加工精度;工艺中图分类号　TG 52
0　前言　
孔系是指箱体上一系列有相互位置精度要求的内孔的总合,孔系可分为平行孔系、同轴孔系和交叉孔系。

保证孔系的加工精度是箱体加工中的关键技术之一,一般应根据不同的生产规模和孔系精度要求,
采取不同的加工方法。

图1　S 195柴油机箱体平衡轴孔加工技术要求Fig .1　Machining technical demands of the balancing
shaft hole of S195diesel engine case
同轴孔系的主要技术条件是控制各被加工孔的同轴度。

若同轴孔系中被加工孔的直径相同但跨度不大,则可以在专用镗床上采用刚性主轴进行顺序加工(如图1),形成快进工进快进工进快退的工作循环。

而对于大跨度等直径同轴孔系,其特点是被加工孔的直径相同,箱体壁距离较远,孔间跨度较大,因此这种同轴孔系加工相当于镗深孔,如果仍然
采用上述加工方法,则由于加工行程长,机床主轴悬臂较长,刚性较差,从而引起工件加工后产生较大的椭圆度和锥度形状误差,使孔系的加工精度难以保证。

常规的加工方法是采用“调头镗”工艺,但这一工艺方法存在着一定的不足,因而目前很少采用。

本文介绍的加工工艺,不但能较好地保证大跨度等直径同轴孔系的加工精度,还可大大地提高生产率。

1　“调头镗”加工工艺
“调头镗”加工工艺就是从箱体的两端分别进行镗孔的工艺方法。

采用“调头镗”工艺镗孔时,工件在一次安装下,镗好一端的孔后,将镗床工作台回转180°,再镗另一端的孔。

在普通镗床上进行“调头镗”加工的具体方法是,在加工好一端的孔后,将工件退离主轴,并使工作台回转180°,然后再将工件移向镗床主轴。

在镗床主轴上安装一只千分表,千分表的表
头指向已加工孔的孔壁,调整工作台的位置,使已加工孔与镗床主轴同轴,再加工另一端的孔。

“调头镗”加工中,当必须保证被加工孔的轴线与工件上某一较长平面平行时,还可在镗孔前先用镗杆上的千分表校正该平面,使其与镗杆轴线平行。

校正后先加工一端的孔,然后回转工作台,对平面重新校正,再加工另一端的孔。

这样,可以提高工作台回转精度,从而保证被加工孔的同轴度。

显然,这种加工方法中,被加工孔的同轴度取决于工作台的回转精度,由于工作台两次定位角度误差较大,加之工作台的纵向移动间隙影响,因而很难
1998年6月Journal of Huaihai Ins titu te of Techn ology Jun.1998
收稿日期:1998-04-16
获得较高的加工精度。

此外,采用这种加工方法,加工完一端的孔后,就必须回转工作台,并调整已加工孔的轴线与镗杆轴线同轴,因此对工人的技术水平要求高,操作麻烦,生产率低,故一般只适用于单件小批生产。

2　工艺措施
如图1所示,以S 195柴油机箱体加工为例,箱体上4- 52-0.03轴承孔用于安装上下平衡轴,此孔组跨度为176毫米,系大跨度等直径同轴孔。

如前所述,若
采用刚性主轴顺序加工,则会产生较大的锥度误差;若采用“调头镗”加工工艺,则又不能较好地满足加工精度和生产率的要求。

因此,为保证该同轴孔系中被加工孔的同轴度,可在专用镗床上采用“镗模法”加工,即采用同一根镗杆,使每一个孔分别采用一把镗刀进行加工,加工中镗杆先伸到切削位置,各孔同时切削。

但在常规加工中,当刀具从右端切入时,由于Ⅰ、Ⅱ两孔为待加工孔,加工Ⅲ、Ⅳ两孔的刀具就无法分别从Ⅰ、Ⅱ两孔通过,因此加工中还必须进行让刀。

本文采取的让刀方法,是镗杆水平定向,工件
相对平移。

图2　“镗模法”加工示意图
Fig .2　Machining schematic diagram of
“boring model method ”
1——弹簧　2——初定位　3——定位块　4——箱体
5、6——镗杆　7、8、9、10——镗刀
如图2所示,工件安装时,箱体先在弹簧1、初定位2的作用下离开定位块3约2毫米,两根镗杆的镗刀刀尖均朝定位块3的反向水平定向,直线移动进入箱体,使镗刀7、8、9、10分别靠近待加工孔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、
Ⅳ,然后箱体朝定位块3方向移动,定位完成。

加工时,机床驱动,四孔同时进行镗削。

镗孔后为了避免因内孔的热膨胀,或当Ⅲ(或Ⅳ)孔孔径稍大于Ⅰ(或Ⅱ)孔孔径时,镗刀9退刀会划伤孔Ⅰ,镗刀10退刀会划伤孔Ⅱ而引起退刀槽,所以夹具松开后,箱体仍在弹簧1、初定位2的作用下离开定位块3约2毫米,镗杆再水平定向退出工件,镗孔完毕。

这种加工方法,由于采用了双面导向的镗模布置形式,镗杆与机床主轴浮动连接,这就使孔系的加工精度不依赖于机床精度,而主要由镗模、镗杆及刀具来保证。

同时由于每一孔分别采用一把镗刀进行加工,大大减少了刀具的切削行程,这就从根本上消除了大跨度等直径同轴孔加工中的锥度问题,减少了孔系的同轴度误差,从而保证了孔系的加工精度。

此外,在整个镗削过程中,虽然镗杆定向、箱体相对平移花费了一定的时间,但由于箱体两端孔同时镗出,节约了一半的加工时间,因而还获得了较高的生产率。

为了实现上述镗孔方式,在机床设计中必须保证同一侧面镗杆转速相同或成整数倍;设计和安装同一侧面的主轴、浮动接头,镗杆上键槽方向要一致,镗杆上同一侧面镗刀孔方向要一致;在主轴箱的最低速主轴上还必须设置主轴定向装置,以保证主轴定向后同一侧面镗刀刀尖均朝同一方向。

若对镗模、镗套、镗杆均进行精磨后研磨加工,其配合间隙采用配作,还可大大减小被加工孔的圆度误差。

3　结论
S195柴油机箱体加工中,通过采取上述工艺措施,平衡轴轴承孔尺寸精度达到了H6级,同轴度达
到了0.03毫米。

这种工艺方法,不但保证了大跨度等直径同轴孔系的加工精度,而且还可获得较高的生产率。

尤其是当孔系中孔数较多时,采用该工艺方法,效果更佳。

参考文献
1　哈尔滨工业大学、上海工业大学编.轴、箱体、丝杠加工.上海:上海科学技术出版社,1988.55～93
2　上海市大专院校机械制造工艺学协作组.机械制造工艺
18
淮海工学院学报(自然科学版)1998年6月
学.福州:福建科学技术出版社,1985.308～3193　李厚生.内燃机制造工艺学.北京:中国农业机械出版社,
1981.344～355
4　吴方付.箱体零件同轴孔的镗削加工及让刀.机械制造,
1995,7:11
李纪明,男,1965年生,讲师,主要从事机械加工及微机应用等方面的研究。

Guarantee Method of the Machining Accuracy of
Hole Family with Large Span Equal Diameter and Same Axis
Li Jiming
(Dept .o f M echanical Eng ineering ,Huaihai Inst itute o f T echno lo gy ,L iany ung ang ,222005,China )
Abstrct This paper intro duces a kind of m achining metho d of the hole family w ith lar ge span ,equal diam-eter and sam e axis .It better ensures the machining accuracy of hole family and gains the higher efficiency of productio n to o.
Key Words hold fam ily;machining accuracy;technolo gy
(本文责任编校:薄娜佳)
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(电子工程系　王波)
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第2期李纪明:大跨度等直径同轴孔系加工精度的保证方法。