摘 要：隨著四軸加工中心的廣泛運(yùn)用，一些有著較高同軸度要求的孔及臺階孔能通過第四軸（轉(zhuǎn)臺）回轉(zhuǎn)加工一次完成。通過分析找出同軸度超差的常見原因，并提出改進(jìn)及前提調(diào)試時需要注意的地方。

關(guān)鍵詞：四軸；臺階孔；同軸度

在現(xiàn)代工業(yè)中，軸承的運(yùn)用非常廣泛，軸承安裝定位孔大多數(shù)為成對加工的臺階孔。軸承安裝孔的精度及同軸度越高，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時噪音越小，震動越小，使用壽命越長。在某些要求高的零件圖紙中，同軸度要求為φ0.02甚至更高。

1 加工方法

傳統(tǒng)觀念中，對于這類零件的加工方法可分為兩種：（1）調(diào)頭兩次加工，即先加工一側(cè)的臺階孔，再以臺階孔及端面作為定位基準(zhǔn)，加工另一頭臺階孔；（2）利用特殊刀具反拉另一側(cè)的臺階孔。但這兩種加工工藝都有不足的地方，第一種加工工藝對工裝夾具的要求較高，既要控制定位柱與臺階孔之間的間隙，又要控制工裝定位面與走刀方向上的垂直度。這樣要么縮小第一次加工的臺階孔的公差帶，要么需要制作不同尺寸的工裝夾具，使其最大配合間隙不能大于同軸度要求的尺寸。需要兩次裝夾才能完成，加工效率比較一般。第二種加工方法會受到臺階孔及中間通孔的限制，假設(shè)D1為臺階孔通孔，D2為臺階孔，d為刀桿直徑，L為刀尖到刀桿的徑向最大距離，只有當(dāng)L

2 同軸度超差原因分析

但在實際生產(chǎn)過程中，通過三坐標(biāo)檢測，我們依然發(fā)現(xiàn)其同軸度有超差現(xiàn)象，并且屬于批量超差，通過對加工中心班長對某零件的調(diào)試到加工完整的觀察及分析，找到了造成同軸度超差的原因。

2.1 工件回轉(zhuǎn)軸線與轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)軸線不重合導(dǎo)致超差

在制作工裝夾具時，可能由于加工誤差，使其裝夾定位后的回轉(zhuǎn)軸線與轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)軸線超出圖紙設(shè)計要求，調(diào)試人員沒有按照轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)中心設(shè)定坐標(biāo)系而是以工裝定位軸線設(shè)定了坐標(biāo)系，這樣由于其回轉(zhuǎn)中心不重合就會導(dǎo)致同軸度超差，如圖1所示，回轉(zhuǎn)加工后產(chǎn)生的同軸度誤差值為2倍的L。當(dāng)工件回轉(zhuǎn)中心與轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心不重合時，如果以轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心設(shè)定坐標(biāo)系，做出來的工件相對于未加工面尺寸會有偏移現(xiàn)象，但同軸度是好的。調(diào)試人員在首檢時發(fā)現(xiàn)這一情況后，對4軸回轉(zhuǎn)加工的認(rèn)知不夠，認(rèn)為靠平移坐標(biāo)系就能同時滿足線性公差及形位公差。這恰恰是同軸度超差造成的原因。

2.2 轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)精度導(dǎo)致同軸度超差

以臺灣譚興VNRC-210轉(zhuǎn)臺來說，出廠精度為±4″，反向間隙通過參數(shù)補(bǔ)償消除掉了，以最大回轉(zhuǎn)直徑210mm來算，同軸度最大誤差為0.002mm，也就是說新的轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)時不會出現(xiàn)大的誤差，隨著加工次數(shù)變多，轉(zhuǎn)臺內(nèi)蝸輪蝸桿之間會產(chǎn)生間隙，編程時轉(zhuǎn)臺在A0至A180范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，反向間隙無法消除，如果反向間隙過大或加工的零件較長的話，同軸度有可能超出公差范圍。以圖2為例，θ角為沒有消除的反向間隙，L1為A0時加工的軸線，L2為A180時加工的軸線，R為臺階孔頂端至回轉(zhuǎn)中心之間的距離，根據(jù)三角函數(shù)計算可得，其軸線偏移的距離D=2*R*sin（θ/2）。

3 改進(jìn)方法

通過以上分析，通過轉(zhuǎn)臺加工臺階孔導(dǎo)致同軸度超差絕大多數(shù)是由以上兩個原因造成的。針對以上兩個缺陷，制定出如下改進(jìn)方法：

3.1 制定作業(yè)指導(dǎo)書，明確規(guī)定轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)不可輕易改動。對現(xiàn)場所有帶轉(zhuǎn)臺的加工中心，通過尋邊器找到其回轉(zhuǎn)中心并作備份。這樣實施后，每次調(diào)試時Y軸坐標(biāo)保持不動，只需要找到A0及X軸的坐標(biāo)，能夠節(jié)約調(diào)試時間。對調(diào)試人員及操作工進(jìn)行培訓(xùn)，告訴他們加工原理，今后調(diào)試時必須以轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)中心展開。

3.2 對工裝夾具進(jìn)行測量，測定其軸線與定位柱軸線之間的偏差并在上面注明，今后在使用該工裝時，程序中將偏差值計算進(jìn)去，例如其偏差值為a，則在A0時的坐標(biāo)為X+a，A180時的坐標(biāo)為-X-a。

3.3 檢測轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)精度，檢測方法為：將一的145mmX145mm的方塊固定在轉(zhuǎn)臺面上，用千分表拉直一端面，設(shè)定為A0，用手輪將A軸旋轉(zhuǎn)180°，再次用千分表檢測那端面，經(jīng)CAD作圖可知，當(dāng)145mm長的端面傾斜0.005mm時，A軸相差0.002°。根據(jù)上面的公式D=2*R*sin（θ/2），D=0.004mm，檢測出轉(zhuǎn)臺的間隙后，有兩種處理辦法，一種是通過機(jī)床參數(shù)設(shè)定，將A軸的間隙再次補(bǔ)償消除；對于某些機(jī)床不允許私人修改參數(shù)的，那就只能在編程的時候?qū)軸的間隙也計算在內(nèi)，通過轉(zhuǎn)臺多轉(zhuǎn)一定的角度來消除反向間隙。

4 結(jié)束語

通過對以上兩項影響同軸度因素的消除或減小，在加工中心上運(yùn)用四軸加工臺階孔的同軸度得到了很好的控制，加工效率也比傳統(tǒng)加工工藝有了很大的提高。

隨著高精度機(jī)床越來越廣泛的運(yùn)用，人們通常會用機(jī)床精度來保證零件精度，但是再先進(jìn)的機(jī)床也需要人工調(diào)試，機(jī)床精度也不是一成不變的，提高調(diào)試人員理論及工藝水平，對機(jī)床按時做好維護(hù)保養(yǎng)，是生產(chǎn)效率、產(chǎn)品合格率的保證。

參考文獻(xiàn)

[1] 段良澤.加工中心反鏜臺階孔的工藝實踐[J].紡織機(jī)械，2011（4）.

[2]李敬言.用加工中心加工臺階孔的幾種方法[J].機(jī)械工程師，2004（12）.

[3]張文俊，劉雪健.基于四軸數(shù)控機(jī)床的對刀[J].機(jī)械制造與研究，2011（5）.

作者簡介：沈?。?986，2-），男，漢族，江蘇常州人，本科學(xué)歷，助理工程師，主要研究方向為有色金屬機(jī)加工工藝。

摘 要：隨著四軸加工中心的廣泛運(yùn)用，一些有著較高同軸度要求的孔及臺階孔能通過第四軸（轉(zhuǎn)臺）回轉(zhuǎn)加工一次完成。通過分析找出同軸度超差的常見原因，并提出改進(jìn)及前提調(diào)試時需要注意的地方。

關(guān)鍵詞：四軸；臺階孔；同軸度

在現(xiàn)代工業(yè)中，軸承的運(yùn)用非常廣泛，軸承安裝定位孔大多數(shù)為成對加工的臺階孔。軸承安裝孔的精度及同軸度越高，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時噪音越小，震動越小，使用壽命越長。在某些要求高的零件圖紙中，同軸度要求為φ0.02甚至更高。

1 加工方法

傳統(tǒng)觀念中，對于這類零件的加工方法可分為兩種：（1）調(diào)頭兩次加工，即先加工一側(cè)的臺階孔，再以臺階孔及端面作為定位基準(zhǔn)，加工另一頭臺階孔；（2）利用特殊刀具反拉另一側(cè)的臺階孔。但這兩種加工工藝都有不足的地方，第一種加工工藝對工裝夾具的要求較高，既要控制定位柱與臺階孔之間的間隙，又要控制工裝定位面與走刀方向上的垂直度。這樣要么縮小第一次加工的臺階孔的公差帶，要么需要制作不同尺寸的工裝夾具，使其最大配合間隙不能大于同軸度要求的尺寸。需要兩次裝夾才能完成，加工效率比較一般。第二種加工方法會受到臺階孔及中間通孔的限制，假設(shè)D1為臺階孔通孔，D2為臺階孔，d為刀桿直徑，L為刀尖到刀桿的徑向最大距離，只有當(dāng)L

2 同軸度超差原因分析

但在實際生產(chǎn)過程中，通過三坐標(biāo)檢測，我們依然發(fā)現(xiàn)其同軸度有超差現(xiàn)象，并且屬于批量超差，通過對加工中心班長對某零件的調(diào)試到加工完整的觀察及分析，找到了造成同軸度超差的原因。

2.1 工件回轉(zhuǎn)軸線與轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)軸線不重合導(dǎo)致超差

在制作工裝夾具時，可能由于加工誤差，使其裝夾定位后的回轉(zhuǎn)軸線與轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)軸線超出圖紙設(shè)計要求，調(diào)試人員沒有按照轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)中心設(shè)定坐標(biāo)系而是以工裝定位軸線設(shè)定了坐標(biāo)系，這樣由于其回轉(zhuǎn)中心不重合就會導(dǎo)致同軸度超差，如圖1所示，回轉(zhuǎn)加工后產(chǎn)生的同軸度誤差值為2倍的L。當(dāng)工件回轉(zhuǎn)中心與轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心不重合時，如果以轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心設(shè)定坐標(biāo)系，做出來的工件相對于未加工面尺寸會有偏移現(xiàn)象，但同軸度是好的。調(diào)試人員在首檢時發(fā)現(xiàn)這一情況后，對4軸回轉(zhuǎn)加工的認(rèn)知不夠，認(rèn)為靠平移坐標(biāo)系就能同時滿足線性公差及形位公差。這恰恰是同軸度超差造成的原因。

2.2 轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)精度導(dǎo)致同軸度超差

以臺灣譚興VNRC-210轉(zhuǎn)臺來說，出廠精度為±4″，反向間隙通過參數(shù)補(bǔ)償消除掉了，以最大回轉(zhuǎn)直徑210mm來算，同軸度最大誤差為0.002mm，也就是說新的轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)時不會出現(xiàn)大的誤差，隨著加工次數(shù)變多，轉(zhuǎn)臺內(nèi)蝸輪蝸桿之間會產(chǎn)生間隙，編程時轉(zhuǎn)臺在A0至A180范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，反向間隙無法消除，如果反向間隙過大或加工的零件較長的話，同軸度有可能超出公差范圍。以圖2為例，θ角為沒有消除的反向間隙，L1為A0時加工的軸線，L2為A180時加工的軸線，R為臺階孔頂端至回轉(zhuǎn)中心之間的距離，根據(jù)三角函數(shù)計算可得，其軸線偏移的距離D=2*R*sin（θ/2）。

3 改進(jìn)方法

通過以上分析，通過轉(zhuǎn)臺加工臺階孔導(dǎo)致同軸度超差絕大多數(shù)是由以上兩個原因造成的。針對以上兩個缺陷，制定出如下改進(jìn)方法：

3.1 制定作業(yè)指導(dǎo)書，明確規(guī)定轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)不可輕易改動。對現(xiàn)場所有帶轉(zhuǎn)臺的加工中心，通過尋邊器找到其回轉(zhuǎn)中心并作備份。這樣實施后，每次調(diào)試時Y軸坐標(biāo)保持不動，只需要找到A0及X軸的坐標(biāo)，能夠節(jié)約調(diào)試時間。對調(diào)試人員及操作工進(jìn)行培訓(xùn)，告訴他們加工原理，今后調(diào)試時必須以轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)中心展開。

3.2 對工裝夾具進(jìn)行測量，測定其軸線與定位柱軸線之間的偏差并在上面注明，今后在使用該工裝時，程序中將偏差值計算進(jìn)去，例如其偏差值為a，則在A0時的坐標(biāo)為X+a，A180時的坐標(biāo)為-X-a。

3.3 檢測轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)精度，檢測方法為：將一的145mmX145mm的方塊固定在轉(zhuǎn)臺面上，用千分表拉直一端面，設(shè)定為A0，用手輪將A軸旋轉(zhuǎn)180°，再次用千分表檢測那端面，經(jīng)CAD作圖可知，當(dāng)145mm長的端面傾斜0.005mm時，A軸相差0.002°。根據(jù)上面的公式D=2*R*sin（θ/2），D=0.004mm，檢測出轉(zhuǎn)臺的間隙后，有兩種處理辦法，一種是通過機(jī)床參數(shù)設(shè)定，將A軸的間隙再次補(bǔ)償消除；對于某些機(jī)床不允許私人修改參數(shù)的，那就只能在編程的時候?qū)軸的間隙也計算在內(nèi)，通過轉(zhuǎn)臺多轉(zhuǎn)一定的角度來消除反向間隙。

4 結(jié)束語

通過對以上兩項影響同軸度因素的消除或減小，在加工中心上運(yùn)用四軸加工臺階孔的同軸度得到了很好的控制，加工效率也比傳統(tǒng)加工工藝有了很大的提高。

隨著高精度機(jī)床越來越廣泛的運(yùn)用，人們通常會用機(jī)床精度來保證零件精度，但是再先進(jìn)的機(jī)床也需要人工調(diào)試，機(jī)床精度也不是一成不變的，提高調(diào)試人員理論及工藝水平，對機(jī)床按時做好維護(hù)保養(yǎng)，是生產(chǎn)效率、產(chǎn)品合格率的保證。

參考文獻(xiàn)

[1] 段良澤.加工中心反鏜臺階孔的工藝實踐[J].紡織機(jī)械，2011（4）.

[2]李敬言.用加工中心加工臺階孔的幾種方法[J].機(jī)械工程師，2004（12）.

[3]張文俊，劉雪健.基于四軸數(shù)控機(jī)床的對刀[J].機(jī)械制造與研究，2011（5）.

作者簡介：沈?。?986，2-），男，漢族，江蘇常州人，本科學(xué)歷，助理工程師，主要研究方向為有色金屬機(jī)加工工藝。

摘 要：隨著四軸加工中心的廣泛運(yùn)用，一些有著較高同軸度要求的孔及臺階孔能通過第四軸（轉(zhuǎn)臺）回轉(zhuǎn)加工一次完成。通過分析找出同軸度超差的常見原因，并提出改進(jìn)及前提調(diào)試時需要注意的地方。

關(guān)鍵詞：四軸；臺階孔；同軸度

在現(xiàn)代工業(yè)中，軸承的運(yùn)用非常廣泛，軸承安裝定位孔大多數(shù)為成對加工的臺階孔。軸承安裝孔的精度及同軸度越高，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時噪音越小，震動越小，使用壽命越長。在某些要求高的零件圖紙中，同軸度要求為φ0.02甚至更高。

1 加工方法

傳統(tǒng)觀念中，對于這類零件的加工方法可分為兩種：（1）調(diào)頭兩次加工，即先加工一側(cè)的臺階孔，再以臺階孔及端面作為定位基準(zhǔn)，加工另一頭臺階孔；（2）利用特殊刀具反拉另一側(cè)的臺階孔。但這兩種加工工藝都有不足的地方，第一種加工工藝對工裝夾具的要求較高，既要控制定位柱與臺階孔之間的間隙，又要控制工裝定位面與走刀方向上的垂直度。這樣要么縮小第一次加工的臺階孔的公差帶，要么需要制作不同尺寸的工裝夾具，使其最大配合間隙不能大于同軸度要求的尺寸。需要兩次裝夾才能完成，加工效率比較一般。第二種加工方法會受到臺階孔及中間通孔的限制，假設(shè)D1為臺階孔通孔，D2為臺階孔，d為刀桿直徑，L為刀尖到刀桿的徑向最大距離，只有當(dāng)L

2 同軸度超差原因分析

但在實際生產(chǎn)過程中，通過三坐標(biāo)檢測，我們依然發(fā)現(xiàn)其同軸度有超差現(xiàn)象，并且屬于批量超差，通過對加工中心班長對某零件的調(diào)試到加工完整的觀察及分析，找到了造成同軸度超差的原因。

2.1 工件回轉(zhuǎn)軸線與轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)軸線不重合導(dǎo)致超差

在制作工裝夾具時，可能由于加工誤差，使其裝夾定位后的回轉(zhuǎn)軸線與轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)軸線超出圖紙設(shè)計要求，調(diào)試人員沒有按照轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)中心設(shè)定坐標(biāo)系而是以工裝定位軸線設(shè)定了坐標(biāo)系，這樣由于其回轉(zhuǎn)中心不重合就會導(dǎo)致同軸度超差，如圖1所示，回轉(zhuǎn)加工后產(chǎn)生的同軸度誤差值為2倍的L。當(dāng)工件回轉(zhuǎn)中心與轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心不重合時，如果以轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心設(shè)定坐標(biāo)系，做出來的工件相對于未加工面尺寸會有偏移現(xiàn)象，但同軸度是好的。調(diào)試人員在首檢時發(fā)現(xiàn)這一情況后，對4軸回轉(zhuǎn)加工的認(rèn)知不夠，認(rèn)為靠平移坐標(biāo)系就能同時滿足線性公差及形位公差。這恰恰是同軸度超差造成的原因。

2.2 轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)精度導(dǎo)致同軸度超差

以臺灣譚興VNRC-210轉(zhuǎn)臺來說，出廠精度為±4″，反向間隙通過參數(shù)補(bǔ)償消除掉了，以最大回轉(zhuǎn)直徑210mm來算，同軸度最大誤差為0.002mm，也就是說新的轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)時不會出現(xiàn)大的誤差，隨著加工次數(shù)變多，轉(zhuǎn)臺內(nèi)蝸輪蝸桿之間會產(chǎn)生間隙，編程時轉(zhuǎn)臺在A0至A180范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，反向間隙無法消除，如果反向間隙過大或加工的零件較長的話，同軸度有可能超出公差范圍。以圖2為例，θ角為沒有消除的反向間隙，L1為A0時加工的軸線，L2為A180時加工的軸線，R為臺階孔頂端至回轉(zhuǎn)中心之間的距離，根據(jù)三角函數(shù)計算可得，其軸線偏移的距離D=2*R*sin（θ/2）。

3 改進(jìn)方法

通過以上分析，通過轉(zhuǎn)臺加工臺階孔導(dǎo)致同軸度超差絕大多數(shù)是由以上兩個原因造成的。針對以上兩個缺陷，制定出如下改進(jìn)方法：

3.1 制定作業(yè)指導(dǎo)書，明確規(guī)定轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)不可輕易改動。對現(xiàn)場所有帶轉(zhuǎn)臺的加工中心，通過尋邊器找到其回轉(zhuǎn)中心并作備份。這樣實施后，每次調(diào)試時Y軸坐標(biāo)保持不動，只需要找到A0及X軸的坐標(biāo)，能夠節(jié)約調(diào)試時間。對調(diào)試人員及操作工進(jìn)行培訓(xùn)，告訴他們加工原理，今后調(diào)試時必須以轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)中心展開。

3.2 對工裝夾具進(jìn)行測量，測定其軸線與定位柱軸線之間的偏差并在上面注明，今后在使用該工裝時，程序中將偏差值計算進(jìn)去，例如其偏差值為a，則在A0時的坐標(biāo)為X+a，A180時的坐標(biāo)為-X-a。

3.3 檢測轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)精度，檢測方法為：將一的145mmX145mm的方塊固定在轉(zhuǎn)臺面上，用千分表拉直一端面，設(shè)定為A0，用手輪將A軸旋轉(zhuǎn)180°，再次用千分表檢測那端面，經(jīng)CAD作圖可知，當(dāng)145mm長的端面傾斜0.005mm時，A軸相差0.002°。根據(jù)上面的公式D=2*R*sin（θ/2），D=0.004mm，檢測出轉(zhuǎn)臺的間隙后，有兩種處理辦法，一種是通過機(jī)床參數(shù)設(shè)定，將A軸的間隙再次補(bǔ)償消除；對于某些機(jī)床不允許私人修改參數(shù)的，那就只能在編程的時候?qū)軸的間隙也計算在內(nèi)，通過轉(zhuǎn)臺多轉(zhuǎn)一定的角度來消除反向間隙。

4 結(jié)束語

通過對以上兩項影響同軸度因素的消除或減小，在加工中心上運(yùn)用四軸加工臺階孔的同軸度得到了很好的控制，加工效率也比傳統(tǒng)加工工藝有了很大的提高。

隨著高精度機(jī)床越來越廣泛的運(yùn)用，人們通常會用機(jī)床精度來保證零件精度，但是再先進(jìn)的機(jī)床也需要人工調(diào)試，機(jī)床精度也不是一成不變的，提高調(diào)試人員理論及工藝水平，對機(jī)床按時做好維護(hù)保養(yǎng)，是生產(chǎn)效率、產(chǎn)品合格率的保證。

參考文獻(xiàn)

[1] 段良澤.加工中心反鏜臺階孔的工藝實踐[J].紡織機(jī)械，2011（4）.

[2]李敬言.用加工中心加工臺階孔的幾種方法[J].機(jī)械工程師，2004（12）.

[3]張文俊，劉雪健.基于四軸數(shù)控機(jī)床的對刀[J].機(jī)械制造與研究，2011（5）.

作者簡介：沈?。?986，2-），男，漢族，江蘇常州人，本科學(xué)歷，助理工程師，主要研究方向為有色金屬機(jī)加工工藝。