鄭秀力

（哈爾濱量具刃具集團(tuán)有限責(zé)任公司 數(shù)控刀具公司研究所，哈爾濱 150040）

0 引 言

刀柄產(chǎn)品是我公司一項(xiàng)主要產(chǎn)品種類，其中HSK 刀柄是我公司比較成熟的一類產(chǎn)品，目前已經(jīng)能夠批量化生產(chǎn)。HSK 真空刀柄主要靠刀柄的彈性變形，刀柄的1∶10錐面與機(jī)床主軸孔的1∶10 錐面接觸，刀柄的法蘭盤面與主軸面緊密接觸，采用錐面與端面同時定位的過定位結(jié)構(gòu)，這種雙面接觸系統(tǒng)在高速加工、連接剛性和重合精度上均優(yōu)于7∶24 刀柄，因此，許多客戶開始青睞于這類產(chǎn)品。

一次，我公司接到客戶訂單，訂購HSK A63 半成品刀柄，需要在HSK A63 刀柄的錐面及端面留余量，而非加工成成品。由于我公司的生產(chǎn)線工裝都是按照加工成品的原則配備的，如加工半成品，則原有工裝無法使用，而且留量加工需要考慮很多尺寸鏈的完整性，為了簡化加工工藝，保證產(chǎn)品的交貨期，設(shè)計了該工裝。

1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及加工工藝分析

如圖1 所示，右側(cè)刀柄端是加量之后的HSK A63 刀柄，左側(cè)刀具端為一圓柱直柄，客戶要求在錐部留0.2~0.25 mm 的余量，在端面留0.1 mm 的余量。

圖1 產(chǎn)品簡圖

加量后，需要將涉及到的尺寸加上余量，但對熱處理前的車銑序粗加工無影響，只需在原來的加工程序基礎(chǔ)上加上留量就可以了，關(guān)鍵是要考慮熱處理后的一道關(guān)鍵工序——硬車削。

由于我公司生產(chǎn)的刀柄熱處理后刀柄端法蘭V 型槽和刀具端都需要硬車削來加工（也就是我們常說的以車代磨），而硬車V 型槽需要控制法蘭厚度，則與端面留余量產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，需要控制該尺寸。我公司硬車工序的機(jī)床，加工產(chǎn)品是以錐面來進(jìn)行定位的，由于客戶訂購的產(chǎn)品需要錐柄有余量，因此錐面尺寸加大，無法使用原有工裝來加工，如果重新編排工藝，則無法驗(yàn)證其可靠性。經(jīng)過研究分析，決定為硬車序制作加工HSK A63 半成品刀柄的工裝，來保證產(chǎn)品加工按時完成。

2 工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計

我們知道，HSK 刀柄主軸與刀柄的連接都是通過卡爪來拉緊的，但是購置卡爪需要國外進(jìn)口，采購數(shù)量小、周期長，存在合同違約隱患，因此只能放棄采用卡爪來拉緊工件的方法。其次分析HSK A63 刀柄，中間有一個M18X1 的螺紋可以進(jìn)行夾緊，但是無法限制工件的軸向轉(zhuǎn)動，此法也不可取。最終我們采用限制HSK A63 前端開口槽的方法來定位。由于HSK A63 刀柄的前端開口槽為一深一淺，因此擋塊以淺槽軸向深度為設(shè)計基準(zhǔn)，限制工件的轉(zhuǎn)動和定位方向，再通過機(jī)床另一側(cè)的頂尖固定工件實(shí)現(xiàn)工件的夾緊。工裝如圖2 所示。

圖2 工裝結(jié)構(gòu)圖

該工裝主要由主體、擋塊、壓緊螺釘和擋環(huán)4 個部分組成。

本工裝實(shí)際上是一個過渡套的結(jié)構(gòu)，因?yàn)橛曹嚬ば虻臋C(jī)床主軸錐孔是7∶24 50#錐柄結(jié)構(gòu)，因此該工裝前端采用了WST50 的刀柄。之所以選擇WST 刀柄，是因?yàn)檫@類刀柄的法蘭厚度最小，對于工裝而言，長度盡量短，這樣夾緊工件后的長度也短，能夠有效減少累計誤差。后面過渡的是加量之后的HSK A63 刀柄接口，采用1 個擋塊進(jìn)行定位，擋塊通過壓緊螺釘和擋環(huán)固定在主體上。

3 工件在工裝上的定位

兩個部分過渡，就要考慮定位的方式和結(jié)構(gòu)的合理性。這個工裝主要需要考慮的就是HSK A63 半成品刀柄在工裝內(nèi)的定位，不能發(fā)生轉(zhuǎn)動，如果間隙過大將直接影響產(chǎn)品的加工精度。

按照工裝設(shè)計6 點(diǎn)定位的原則，我們可以分析得出，工件的加工基準(zhǔn)和工裝的定位基準(zhǔn)是一致的，都是以中間旋轉(zhuǎn)軸為基準(zhǔn)，那么我們還需要限制的就是工件沿軸向的轉(zhuǎn)動和軸向的平動，其他方向都已經(jīng)限制了，而我們所采用的擋塊結(jié)構(gòu)恰恰可以限制工件軸向的轉(zhuǎn)動和軸向平動，如此一來，工件在工裝上可以進(jìn)行有效的定位加工，符合工裝設(shè)計的要求，也滿足我們的加工要求。

4 使用方法

在使用時，首先要將工件與工裝表面擦拭干凈，然后松開壓緊螺釘，之后將HSK A63 半成品刀柄輕輕插入工裝內(nèi)（注意方向），然后調(diào)整插塊在刀柄前端開口槽內(nèi)的位置，最后擰緊壓緊螺釘，待機(jī)床另一側(cè)頂尖頂緊后便可以進(jìn)行加工。

5 需要注意的幾個問題

由于本工裝是在具有交貨期限制的前提下設(shè)計的，每次加工前都需要調(diào)整壓緊螺釘，因此不適合大批量加工的場合。此外，該工裝需要嚴(yán)格控制擋塊的加工尺寸和半成品刀柄在機(jī)械粗加工中的一致性，否則可能會影響產(chǎn)品的加工精度。再者，由于刀柄錐面和端面留余量，在粗加工之后的熱處理工序會產(chǎn)生變形等情況，因此對加工余量的控制也需要謹(jǐn)慎。

雖然順利完成了本批次產(chǎn)品的加工任務(wù)，但是還有一些問題是需要我們在下一步的工作中進(jìn)行總結(jié)和改善的，我們將會對工藝流程進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以保證能夠按照合同的要求保質(zhì)保量完成該類產(chǎn)品的生產(chǎn)制造任務(wù)，令客戶滿意。

（編輯 黃 荻）