周培顯

（許昌煙草機械有限責(zé)任公司，河南許昌461000）

1 引 言

孔系加工是機械加工過程當(dāng)中的一項重要環(huán)節(jié)，不僅牽涉到孔本身的形位公差精度，而且孔與孔之間的相互位置要求也是一項必須保證的基本要求。卷煙機產(chǎn)品中，有一刀盤齒輪箱體零件，刀盤組件是卷煙機當(dāng)中的煙支切割和輸送系統(tǒng)的關(guān)鍵執(zhí)行機構(gòu)。作為刀盤組件中的傳動支撐零件，刀盤齒輪箱體的孔系之間的尺寸精度以及相互軸線位置的高低將直接關(guān)系到齒輪的傳動精度以及傳動的平穩(wěn)性，從而影響到煙支質(zhì)量。隨著煙支卷接速度的不斷提高，刀盤轉(zhuǎn)速隨之提高，這就對齒輪之間的嚙合精度以及齒面配合間隙有了更高的要求，相應(yīng)地刀盤齒輪箱體上孔之間的精度也必須提高，因此原有的加工工藝便難以實現(xiàn)新的位置公差要求。

如圖1 所示，在X-X 剖視圖中，軸線I 與軸線II 是刀盤齒輪箱體中要求比較嚴(yán)格的空間兩個孔，由于上述兩孔之間的精度要求直接關(guān)系到刀盤組件中齒輪嚙合，因此隨著卷接速度的提高，對齒輪傳動的間隙及平穩(wěn)性要求也隨之提高，作為齒輪傳遞的支撐部位，I、II 兩孔之間的不相交度由原來的0.05mm 減少為0.02mm，并且要求兩軸線之間的垂直度＜0.04mm；同時要求軸線II 與D 面之間的尺寸公差控制在±0.05mm 以內(nèi)。

圖1

2 加工方案的初定

結(jié)合主要加工部位及其精度要求、現(xiàn)有加工設(shè)備性能，確立以下加工工藝路線：

（1）在粗加工工藝當(dāng)中，首先對定位面以及基準(zhǔn)面（即C、B 面）進行粗銑，對主要孔進行粗鏜，在保證精加工余量適中且均勻的前提下，去除毛坯余量。

（2）在精加工工藝當(dāng)中以C 面為基準(zhǔn)，校線，精銑B 面及A 平面；接下來，以A 面為基準(zhǔn)，以上B 面定位，精銑C面，并精鏜X-X 剖視圖中II孔，然后利用II 孔與C 面為基準(zhǔn)，以B 面定位，精鏜I 孔。加工后如圖2 所示。

加工后對零件進行測量，發(fā)現(xiàn)I、II 兩孔的垂直度及相交度誤差均已超過0.08mm 以上。

3 分析原因及改進措施

3.1 分析原因

圖2

原始制定的加工路線，在對兩孔位置要求不太嚴(yán)格的情況下，其精度基本上能夠滿足設(shè)計要求。設(shè)計精度要求的提高，原來的加工路線已難以保證設(shè)計要求，為此必須對原始加工路線作出適當(dāng)調(diào)整。經(jīng)過對工藝路線的分析，發(fā)現(xiàn)了造成零件超差的原因如下：

造成兩孔軸線垂直度以及相交度超差的主要原因是加工兩孔時選用了不同的基準(zhǔn)。精鏜II 孔時，是以A面為基準(zhǔn)，以B 面定位；精鏜I 孔時，是利用II 孔與C 面為基準(zhǔn)，以B 面定位來加工的。這樣，由于兩者基準(zhǔn)不一致，在兩次裝夾的過程當(dāng)中，必然存在夾緊力的大小變化，引起工件上應(yīng)力的不一致，從而導(dǎo)致工件變形，進而引起垂直度和對稱度的超差；另外，由于精鏜I 孔時，是用C 面與II 孔來定位的，一面一孔的定位方式也在一定程度上造成了孔與定位銷之間的間隙誤差，兩者之間的間隙誤差反映到工件上便影響到I 與II 兩孔之間的相交度問題。

產(chǎn)生兩孔超差的主要原因是兩個加工基準(zhǔn)的不一致。為此，我們應(yīng)從使兩個基準(zhǔn)盡量一致的方向上進行改進。

3.2 改進措施

通過分析和試驗，設(shè)計出了一個簡單的工裝，使I 與II 兩孔的加工基準(zhǔn)保持一致。由于兩者加工基準(zhǔn)一致，在加工中心中y 方向上兩孔軸線之間的相對誤差便可以消除，這樣便可以保證兩孔軸線之間的相交度問題（由于y向兩孔軸線沒有相對誤差，因此，兩軸線一定是彼此相交的）；可以利用加工中心工作臺的分度旋轉(zhuǎn)功能來保證垂直度。在垂直度與相交度都能保證的情況下，便能夠保證兩孔之間的0.02mm 相交度誤差。

4 工藝路線的確定

對現(xiàn)有工藝路線作出適當(dāng)調(diào)整，增加對II 孔的半精鏜工序。在II 孔經(jīng)過半精鏜后，以II 孔和C 面定位，精銑B面，將B 面上的螺底孔鉆出并攻螺紋，然后將B 面與工裝配合，對II 孔進行精鏜，在精鏜后，將工作臺旋轉(zhuǎn)90°，對I孔進行精鏜。

為此設(shè)計一個簡單的工裝，如圖3 所示。

該工裝的高度應(yīng)該保證工件裝上之后滿足主軸在y方向的最低位置，另外對工裝兩平面的平行度也做了要求，以便更好地保證兩軸線的位置。在平行度滿足的情況下，在工裝表面上鉆孔，锪沉孔并攻螺紋（螺孔的相對位置應(yīng)參考B 面上螺孔位置設(shè)計），以便工件與B 面配合，如圖4 所示。

在加工過程當(dāng)中，由于工件形狀的限制，壓板的搭壓位置的選取、夾緊力的大小、切削參數(shù)的選用等因素也可能影響到工件的變形，從而影響到孔的自身精度及兩孔軸線之間的相交度。經(jīng)過分析和試驗，選定如圖5 所示的裝夾方式。

圖4

5 結(jié) 語

加工后，再次對工件進行測量，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過改進后的工件精度較改進前有了較大程度的提高。經(jīng)測量兩孔軸線的相交度可以控制在0.01mm 左右，垂直度也可以控制在0.02mm以內(nèi)。另外，由于在對II 孔進行精鏜后，通過工作臺的旋轉(zhuǎn)，可以直接對D 面進行精加工，設(shè)計中要求的軸線II 與D 面之間的尺寸公差（±0.05mm）很容易便得到保證。

圖5