李寶明 張勤霞

摘要：在機械加工中，有許多精度要求較高的軸類零件 ， 如精密機床主軸，專用芯軸等，由于在精加工過程中工件是以中心孔為主要定位基準加工外圃，端面的，因此對中心孔精度要求很高。

關鍵詞：中心孔;大軸;高精度

目前大多數(shù)企業(yè)均采用鑄鐵棒研磨法，硬質(zhì)合金頂尖擠研法，四棱頂尖擠研法，卡住擠削法，砂輪頂尖研磨等方法來對標準中心孔進 行研磨 ， 使其最終在 6 0 “錐角，幾何尺寸，粗糙度，圓度等指標上達到設計要求 ， 以此來保證工件的加工精度。但在實際加工當中 ， 我們發(fā)現(xiàn) ： 當研磨較小工件的標準中心孔時（工件外形尺寸小，中心孔就小 ） ， 通過上述方法可較易達到精度要求 ， 而當研磨大型工件的標準中心孔時 ， 就比較困難 ， 從而造成工件表面同軸度，圓度及支承軸頸的相對徑向圓跳動，軸肩端面圓跳動大大超差 ， 產(chǎn)生廢品 ， 廢品率往往達到20%以上。

1分析與探討

齒零件上各外圓，齒輪齒圈，螺紋，花鍵等的設計基準一般都是軸的中自線 ， 在加工時用兩個中心孔心連線模擬軸線 ， 因此在制造過程中 ， 選擇兩中心孔定位 ， 既符合基準重合原則 ， 加工時又能 達到較高的相互位置精度 ， 且工件裝夾方便 。對6級以上的高精度軸類零件 ， 其中心孔技術要求為 ： 表面粗糙度Ra 0 3 2卜m ， 圓度小于. 0 8卜m ， 其錐面與磨床頂尖的接觸 面積在最后工序要達到80%以上。如果僅依靠中心鉆孔來保證精度則很難達到要求 ， 而且中心孔是以粗車外圓定位的 ， 兩端中心孔同軸度不能一致，當工件經(jīng)熱處理后 ， 中心孔易發(fā)生變形 ， 因此在整個工序加工路線中 ， 都需要通過“ 互為基準 ” 的方式對中心孔和外圓進行反復研磨和磨削 ， 使工件精度和中心孔精度，錐面與磨床頂尖的接觸精度逐步提高 ， 最終達到技術要求 ， 但是這樣做的結(jié)果是生產(chǎn)效率很低，廢品率較高。我們知道利用硬質(zhì)合金頂尖擠研，硬質(zhì)合金四棱頂尖擠研及卡住擠削效率高 ， 但缺點是當中心孔D 部尺寸在必～ 以上時 （見圖1 ） ， 由于中心孔較大 ， 錐面面積相應增大 ， 增加了研磨的難度 ， 很難保證接觸精度 ; 另外加工過程中容易產(chǎn)生高 溫 ， 反而會擠壞中心孔 ， 并造成中心孔硬度軟化 ， 從而使工件的圓度 、 徑向圓跳動 、同軸度無法保證在 .0 002～以下。當采用砂 輪頂尖研磨法研磨中心孔時 ， 砂輪頂尖很容易磨損 ， 需經(jīng)常修正 ， 既費時，檢測也不方便 ， 很容易產(chǎn)生廢品 ， 所以用砂輪頂尖研磨法研磨中心孔不適合于批量生產(chǎn)。

2.對輪齒齒圈影響

在加工過程中，因軸齒中心偏移而產(chǎn)生齒距偏差。即實際齒距大于或小于公稱齒距，產(chǎn)生齒距偏差，降低齒輪的精度。

引起齒向誤差的主要原因主要有：

（1）機床 、刀架的垂直進給方向與零件軸線有偏移 。

（2）頂尖和中心孔制造不良 ， 使定位面接觸不好，造成零件軸線與工作臺回轉(zhuǎn)中心不一致 。

（3）夾具頂尖上，下不同心 ， 引起工件上，下不同心 。

（4）中心孔有雜物 ， 裝夾后破壞中心軸線位置

3齒距累積誤差

齒距累積誤差是指在分度圓上任意兩個同側(cè)齒面的實際弧長與公稱弧長的最大差值的絕對值 ， 如圖2 所示.

引發(fā)上述問題原因主要是中心孔在開始階段已經(jīng)鉆偏 ，中心孔表面被破壞，中心孔有雜物 ， 破壞中心線位置 ?；蛭膊宽敿馓鴦舆^大 ， 引起工件偏心。

4. 齒向誤差

齒向誤差是在分度圓柱面上，全齒寬范圍內(nèi) ， 包容實際齒向線的兩條設計齒向線的端面距離。

5解決方案

加工時盡量使用支承軸外圓進行定位 。裝夾困難時，可采用一夾液壓一頂方式 ， 消除由于裝夾問題而產(chǎn)生的外圓跳動誤差。增加研磨工序 ， 減小后續(xù)工序裝夾位置外圓的跳動誤差 ， 降低齒圈誤差。滾齒采用一頂一夾進行裝夾 ， 盡量減少工藝孔影響。在支撐軸承外圓磨削后 ， 以此外圓為基準增加校直工藝 ， 增大齒圈跳動要求 ， 從而提高齒圈與安裝位置的同軸度。齒輪精加工剃.晰或磨采用軸承安裝位置處外圓定位 ， 具體夾具需要突破傳統(tǒng)方式進行設計。為消除標準中心孔存在的缺陷 ， 可適當改變中心孔的尺寸 ， 減小600錐面面積 ， 改進的方法有兩種 ：

（ 1 ） 按工件直徑和長度 ， 不改變D部尺寸 ， 只增大d孔的尺寸。 中心孔D部在中 s mm以下 ， 仍按標準中心孔鉆削 ， 在中5中10 m m 之間時 ， 加大 d 孔 l 一 1 . sn u n ; 在中10一中15 mm孔之間時 ， 加大d孔Zmm ; 在 中15一中 20mm 之間時 ， 加大 d 孔4mm 。 以此類推，雖然沒有減小D部尺寸 ， 但由于加大d孔尺寸 ， 就使印。錐度面積減小了 ， 頂尖與中心孔錐面接觸精度也相應提高 ， 這樣不但好鉆削而且減小了研磨時間 ， 最重要的是保證了工件磨削的質(zhì)量要求 ， 尤其是重長的工件此方法效果很好。

（2 ） 根據(jù)工件直徑和長度減小D部尺寸 ， 而不改變 d 孔的尺寸 ， 以此減少600錐面面積。以上兩種方法具體增加尺寸（見表1）。中心孔被改進之后存在以下幾方面的優(yōu)點

（ 1 ） 孔鉆削和研磨較簡便 ;

（2 ） 工件在熱處理發(fā)生變形，由于60。 錐面小 ， 所以好修研 ;

（3 ）對于磨削用中心孔 ， 由于6偽錐面小 ， 與頂尖印。接觸面小，能夠保證同軸度，并可減少圓度和徑向跳動，防止中心孔產(chǎn)生高溫，擠壞，因而能保證工件高精度要求。

結(jié)論：要想磨好一件高精度的軸類工件 ， 除了磨床本身必須符合精度要求和按操作規(guī)程外 ， 最重要的就是保證中心的修研質(zhì)量 ， 根據(jù)實踐證明 ， 中心孔600錐面采用較小的尺寸對車削和磨削都比較適當，得到的效果也較好。

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