夏星

（常德煙草機械有限責(zé)任公司，湖南 常德 415000）

半軸是我公司ZJ118型卷接機組SE部分刀盤的核心部件，它既是一個支撐件又是一個進刀動力的執(zhí)行件。半軸在設(shè)計和制造上有很高的要求，如同軸度、對稱度、垂直度，其制造精度直接影響刀盤煙支切割功能的實現(xiàn)。ZJ118的半軸在實際加工過程中的合格率僅為60%，且在加工中使用的專用刀具成本大。

1 零件結(jié)構(gòu)介紹

半軸零件結(jié)構(gòu)如圖1所示。外形尺寸為184×116×80，零件材料為45#鋼。零件形位公差要求高，其極易超差。

2 零件公差尺寸超差原因分析

2.1 加工刀具選用不合理

圖1 半軸零件結(jié)構(gòu)簡圖

分析半軸零件容易超差的三處關(guān)鍵形位公差，Φ14H7、Φ25H7、Φ32H7及1160-0.2上下兩面都在加工中心工序加工成。經(jīng)過對加工后的不合格品展開分析，發(fā)現(xiàn)兩Φ14H7孔同軸度數(shù)值變化較大，分析原因為Φ14H7孔在加工過程因刀具磨損造成軸線偏移導(dǎo)致。Φ14H7孔分為兩段，該孔原加工方法為使用Φ12與Φ13的鉆花粗加工，再使用Φ13.5、Φ13.8、Φ13.9、Φ13.95的半軸專用合金立銑刀進行半精加工，最后使用Φ14H7的鉸刀加工成。使用這種方法加工時，在全新的合金立銑刀加工8～10件左右的半軸之后，繼續(xù)使用該刀具加工的該孔開始出現(xiàn)軸線偏移的現(xiàn)象，加工第9件之后孔軸線偏移量總體呈逐漸增大的趨勢，最大達到0.016mm。經(jīng)過分析認(rèn)為，因刃口磨損的合金立銑刀和鉸刀無法完全修正鉆花在鉆Φ14H7底孔時的軸線偏移，導(dǎo)致加工出的Φ14H7孔不正，進而導(dǎo)致多處形位公差超差。這種加工方法對合金立銑刀的刃口鋒利程度要求非常高，導(dǎo)致合金立銑刀更換頻率高，加工成本大。

2.2 裝夾方式不合理

半軸零件在加工中心工序現(xiàn)采用組合夾具利用工件左部外圓及左端面裝夾定位，零件右部因其結(jié)構(gòu)原因剛性差，加工時振動較大，影響1160-0.2上下兩面及Φ32H6孔的加工精度，導(dǎo)致形位公差超差。

2.3 受外部環(huán)境影響大

隨著加工車間環(huán)境的溫度變化，機床的零點會有一定的無規(guī)則漂移，現(xiàn)有加工中心設(shè)備的零點隨溫度變化零點漂移量可達0.02mm。半軸需要回轉(zhuǎn)工作臺在四個方向加工，因此機床零點的漂移造成的誤差將會成倍擴大，影響各尺寸與公差。

2.4 零件結(jié)構(gòu)易變形

3 工藝措施

3.1 重新選用加工刀具

針對Φ14H7孔加工時出現(xiàn)軸線偏移這個問題，選用具有軸線偏移修正功能的精鏜刀來半精加工Φ14H7孔?？紤]到Φ14H7孔較長，如果粗加工時該孔軸線偏移嚴(yán)重，那么鏜刀在鏜遠端的孔時依然會讓刀。所以選用Φ13.9的加長精鏜刀通過回轉(zhuǎn)工作臺來兩頭加工Φ14H7孔成Φ13.9，消除軸線偏移；再選用Φ13.95的加長精鏜刀來一頭加工Φ14H7孔成Φ13.95，消除兩端Φ14H7孔因機床工作臺回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)誤差，最后鉸孔成。該加工方式將之前使用的更換頻繁的昂貴整體硬質(zhì)合金立銑刀改用更換刀片的加長鏜刀，能大大節(jié)約加工成本。

3.2 優(yōu)化裝夾方式

根據(jù)半軸零件的外形及加工要求設(shè)計專用的夾具。具體結(jié)構(gòu)見圖2。利用半軸球面與左部外圓定位，利用工裝上的螺孔通過合適大小的壓板壓緊。同時需要防止因壓緊力過大造成工件的變形量過大：裝夾時需校表裝夾，在壓緊工件的同時，利用千分表檢查工件上表面跳動，保證該跳動小于0.015mm。通過機床測頭校正工件角度與零點。這樣能保證最大的裝夾接觸面積，且大幅度的提高零件右端結(jié)構(gòu)的剛性。Φ14H7、Φ25H7、Φ32H7及1160-0.2上下兩面等能在一次裝夾中完成加工，防止多次裝夾造成的誤差。

圖2 半軸加工專用夾具結(jié)構(gòu)簡圖

3.3 降低外部環(huán)境影響

為消除車間溫度變化造成的機床零點漂移產(chǎn)生的誤差，要求機床操作者在車間溫度變化小于1℃時在精加工之前需校正機床的回轉(zhuǎn)中心。若車間溫度變化超過1℃，操作者必須在每件半軸加工之前校正一次機床回轉(zhuǎn)中心。在裝夾工裝時，也需盡量將工裝球面與孔的軸線位置靠近工作臺的中心線，降低零點漂移造成的影響。

3.4 優(yōu)化加工程序

因刀具磨損無可避免，且經(jīng)常更換刀具成本大，所以考慮在精加工1160-0.2后利用機床測頭測量1160-0.2上下兩面與Φ14H7軸線距離的實際尺寸，對距離較大的面再一次加工至兩面與Φ14H7軸線距離相等。同時，優(yōu)化加工工藝參數(shù)，對于精加工選用盡量高的轉(zhuǎn)速，較小的進給速度。具體加工程序如下：用測頭測量兩面與孔軸線的距離，將兩數(shù)值分別存儲在G521與G522的精測值中，并分別賦值于R21與R22。比較R21與R22的大小，根據(jù)比較的結(jié)果加工距離大的面，以滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)語

通過現(xiàn)場的實際加工、應(yīng)用表明，該方案可行，解決了半軸加工部分形位公差超差的問題，提高了半軸機加合格品率。