加工箱体长孔的工艺方法和应用

加工箱体长孔的工艺方法和应用

【摘要】本文阐述了箱体孔系的常用的加工方法，重点分析了加工箱体长孔的工艺方法，同时结合轮胎起重机行走箱体中拨叉轴孔的加工问题，探讨了加工箱体长孔新工艺的应用，从而达到保证箱体长孔加工质量的目的。

【关键词】箱体长孔；工艺方法；镗床

在加工箱体长孔过程中，由于长孔的孔径和精度要求较高，通常用的加工手段是：首先，用钻头钻出孔（粗加工）后，留出精加工余量，再由技术水平较高的工人师傅直接镗出内孔达到精度要求；其次，完成工序：钻孔→扩孔→粗铰→精铰，来保证孔的质量。

1箱体孔系的加工方法

所谓的孔系是箱体上若干有相互位置精度要求的孔的组合。孔系可分为平行孔系、同轴孔系和交叉孔系。孔系加工是箱体加工的关键，根据箱体加工批量的不同和孔系精度要求的不同，孔系加工所用的方法也是不同的。

1.1平行孔系的加工

1.1.1找正法

找正法是在通用机床（镗床、铣床）上利用辅助工具来找正所要加工孔的正确位置的加工方法。这种找正法加工效率低，一般只适于单件小批生产。找正时除根据划线用试镗方法外，有时借用心轴量块或用样板找正，以提高找正精度。

（1）心轴和量块找正法。镗第一排孔时将心轴插入主轴孔内（或直接利用镗床主轴），然后根据孔和定位基准的距离组合一定尺寸的块规来校正主轴位置，校正时用塞尺测定块与心轴之间的间隙，以避免块规与心轴直接接触而损伤块规。镗第二排孔时，分别在机床主轴和已加工孔中插入心轴，采用同样的方法来校正主轴轴线的位置，以保证孔心距的精度。这种找正法其孔心距精度可达0.03mm。

（2）样板找正法。用l0～20mm厚的钢板制成样板，装在垂直于各孔的端面上（或固定于机床工作台上），样板上的孔距精度要高于箱体孔系的精度（一般0.0l～0.03mm），样板上的孔径较工件的孔径要大，以便于镗杆通过。

1.1.2镗模法

在成批生产中，广泛采用镗模加工孔系。工件装夹在镗模上，镗杆被支承在镗模的导套内，导套的位置决定了镗杆的位置，装在镗杆上的镗刀将工件上相应的孔加工出来。

当用两个或两个以上的支承来引导镗杆时，镗杆与机床主轴必须浮动联接。当采用浮动联接时，机床精度对孔系加工精度影响很小，因而可以在精度较低的机床上加工出精度较高的孔系。孔距精度主要取决于镗模，一般可达0.05mm。能加工公差等级IT7的孔，其表面粗糙度可达Ra5～1.25μm。当从一端加工、镗杆两端均有导向支承时，孔与孔之间的同轴度和平行度可达0.02～0.03mm；当分别由两端加工时，可达0.04～0.05mm。用镗模法加工孔系，既可在通用机床上加工，也可在专用机床上或组合机床上加工。

1.1.3坐标法

坐标法镗孔是在普通卧式镗床、坐标镗床或数控镗铣床等设备上，借助于精密测量装置，调整机床主轴与工件间在水平和垂直方向的相对位置，来保证孔距精度的一种镗孔方法。

采用坐标法加工孔系时，要特别注意选择基准孔和镗孔顺序，否则，坐标尺寸累积误差会影响孔距精度。基准孔应尽量选择本身尺寸精度高、表面粗糙度值小的孔（一般为主轴孔），这样在加工过程中，便于校验其坐标尺寸。孔距精度要求较高的两孔应连在一起加工；加工时，应尽量使工作台朝同一方向移动，因为工作台多次往复，其间隙会产生误差，影响坐标精度。

现在国内外许多机床厂，已经直接用坐标镗床或加工中心机床来加工一般机床箱体。这样就可以加快生产周期，适应机械行业多品种小批量生产的需要。

1.2同轴孔系的加工

成批生产中，箱体上同轴孔的同轴度几乎都由镗模来保证。单件小批生产中，其同轴度用下面几种方法来保证。

1.2.1利用已加工孔作支承导向

当箱体前壁上的孔加工好后，在孔内装一导向套，以支承和引导镗杆加工后壁上的孔，从而保证两孔的同轴度要求。这种方法只适于加工箱壁较近的孔。

1.2.2利用镗床后立柱上的导向套支承导向

这种方法其镗杆系两端支承，刚性好。但此法调整麻烦，镗杆长，很笨重，故只适于单件小批生产中大型箱体的加工。

1.2.3采用调头镗

当箱体箱壁相距较远时，可采用调头镗。工件在一次装夹下，镗好一端孔后，将镗床工作台回转180°，调整工作台位置，使已加工孔与镗床主轴同轴，然后再加工另一端孔。

当箱体上有一较长并与所镗孔轴线有平行度要求的平面时，镗孔前应先用装在镗杆上的百分表对此平面进行校正，使其和镗杆轴线平行，校正后加工孔B，孔B加工后，回转工作台，并在镗杆上装的百分表沿此平面重新校正，这样就可保证工作台准确地回转180°。然后再加工孔A，从而保证孔A、B同轴。

2加工箱体长孔工艺方法的应用

25吨起重机，行走箱体在我厂是重要关键部件，箱体的2-Φ25孔长为327毫米的孔，通过汽缸滑动带动拨叉轴，拨叉轴通过拨叉带动齿套滑动按油路挡位分别与双联齿轮啮合，来实现输入转数2500r/min分别以输出转数为718.8r/min 和294r/min转数输出。如果327毫米长的两孔同轴度误差大，汽缸给油时拨叉轴在2-Φ25孔内不能顺利移动，拨叉轴不能带动拨叉移动，齿轮挂不上挡，起重机行走时只能以一种速度前行或倒车。这将严重影响起重机的使用性能。用普通机用铰刀只能两面铰孔，两孔的同轴度保证不了，机铰后再用手工铰，组装时与之相配合的拨叉轴还是串不进去，即使拨叉轴往超差磨，运行也不好，在这种情况下设计了粗铰和精铰超长铰刀和新的工艺机加方法，从而保证了加工件的设计要求。

工艺方法是加工时一次装夹，完成以下加工内容：通过采用平旋盘拧紧带90°直角的加长镗刀杆，镗另一端箱体内侧Φ25的孔、距镗孔端面为252毫米尺寸的端面镗平（图纸没要求加工此端面，属工艺要求），以免产生钻、铰孔时端面粗糙度不好、且不垂直，产生刚进刀时吃刀不均造成的加工缺陷问题；预钻2-Φ25至Φ24.5底孔，这时底面是平的钻底孔时误差小，并用自行设计的Φ24.8粗铰锥柄机用铰刀粗铰孔，然后再用Φ25精铰锥柄机用铰刀精铰孔，用这种工艺和刀具方法加工，保证了箱体达到同轴度要求，也保证了整个箱体及起重机的正确运行。

粗铰铰刀和精铰铰刀均为：刀杆工作部份材料为W18Cr4V柄部为45#，工作部硬度HRC63-66、硬度HRC30-45，工作部分和柄部对中心的跳动允差为0.01毫米，铰刀校准直径有倒锥。高速钢铰刀齿数为8，铰刀焊接长度为68毫米，刀杆长度为550毫米，刀杆锥柄部采用5号莫氏锥度。粗铰锥柄机用铰刀直径为Φ24.8，精铰锥柄机用铰刀直径为Φ25。

锥柄粗铰、精铰机用铰刀均为长550毫米加长非标准机用铰刀，刀杆的锥度均与T68镗床的锥度相符合（是5号莫氏锥度）。刀杆直接装入主轴里减少刀具与机床的累积误差，使锥柄机用铰刀在铰长孔时更准确，同轴度的误更小。

参考文献：

[1]高新荣，史仁贵.提高隔爆螺纹孔加工质量的工艺方法[J].煤矿机械，2012（01）.

[2]董肖敏，李波文.大功率曲轴箱体凸轮轴孔镗刀杆的设计与应用[J].金属加