路瑋琳 李瑞鋒 穆雪健 張愛民

（1.新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南新鄉(xiāng) 453006；2.陜西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 智能制造學(xué)院 陜西寶雞 721001；3.新鄉(xiāng)日升數(shù)控軸承裝備股份有限公司 河南新鄉(xiāng) 453003）

1 上研磨盤裝配結(jié)構(gòu)分析

2MM8470精密雙面研磨機(jī)是一種平面精加工設(shè)備，屬于平面研磨加工專用設(shè)備，具有自動(dòng)、高效的特點(diǎn)，適用于大批量零件的研磨。該設(shè)備的上研磨盤結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 精密雙面研磨機(jī)的上研磨盤結(jié)構(gòu)圖

其中15301缸套是上研磨盤結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵零件，其內(nèi)壁開有寬度為14Js9 mm，長(zhǎng)度為167 mm的鍵槽，該鍵槽的加工質(zhì)量直接影響著上研磨盤上下移動(dòng)的順暢性，31307活塞套外徑Φ140f6在15301缸套內(nèi)孔Φ140H7 mm內(nèi)滑行，帶動(dòng)上研磨盤上下移動(dòng)，導(dǎo)向則靠活塞套上安裝的31304導(dǎo)向平鍵（14 mm×40 mm）在缸套14Js9 mm，長(zhǎng)167 mm的長(zhǎng)鍵槽中滑行，所以缸套上長(zhǎng)鍵槽的對(duì)稱度是影響上研磨盤上下移動(dòng)順暢性的關(guān)鍵位置公差。

在實(shí)際裝配中曾發(fā)現(xiàn)，個(gè)別活塞套在缸套內(nèi)上下滑動(dòng)時(shí)起始動(dòng)力不足，往往需要用手輕拍一下才可滑動(dòng)下來，存在“卡頓”現(xiàn)象，經(jīng)分析該問題是由15301缸套上鍵槽的對(duì)稱度超差造成的。

2 缸套結(jié)構(gòu)分析及長(zhǎng)鍵槽的加工分析

缸套15301零件圖如圖2所示。15301缸套是上研磨盤結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵零件，內(nèi)壁開有寬度為 14Js9 mm，長(zhǎng)度為167 mm的長(zhǎng)鍵槽，該槽與31307活塞套上的31304導(dǎo)向平鍵（14 mm×40 mm）相互配合，保證31307活塞套上下運(yùn)動(dòng)順暢且不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

圖2 缸套零件圖

2.1 缸套結(jié)構(gòu)分析

15031缸套零件屬于套類零件，總長(zhǎng) 220mm，套筒外徑Φ180f6mm，內(nèi)徑Φ140H7mm，在套筒內(nèi)表面上開有一個(gè)長(zhǎng)鍵槽。該長(zhǎng)鍵槽特點(diǎn)如下：鍵槽寬14Js9mm，長(zhǎng)167mm，鍵槽長(zhǎng)度較長(zhǎng)，且是不通的內(nèi)鍵槽；鍵槽對(duì)稱度公差要求為 0.02mm，精度高。不通鍵槽一般采用插鍵槽的加工方法，該加工方法精度較低，很難滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2 插鍵槽的工藝分析

原工藝采用常見的插鍵槽工藝加工。該工藝的加工誤差分析如下：

（1）插鍵槽前需要人工劃線，劃線的精度受人為因素影響大。

（2）機(jī)床導(dǎo)軌的精度會(huì)影響鍵槽與定位端面（195右端面）的垂直度。

（3）刀具的磨損易造成鍵槽寬度尺寸不一致，產(chǎn)生加工誤差。

3 長(zhǎng)鍵槽對(duì)稱度超差原因分析

15301缸套原加工工藝如下：

粗車（粗車各外圓、內(nèi)孔及端面）→調(diào)質(zhì)→精車（內(nèi)孔、外徑、195 mm右面留磨量）→萬能磨→劃線→插長(zhǎng)鍵槽（插14Js 9 mm至要求）→鉗工修長(zhǎng)鍵槽→鉆孔→鉗工去毛刺。

原工藝在插長(zhǎng)鍵槽時(shí)，以Φ230 mm外圓底面為基準(zhǔn)，用壓板壓緊Φ230 mm外圓的上面，定位不好。加工時(shí)需要進(jìn)行劃線、找正，人為影響因素多，對(duì)工人的技術(shù)要求也高，加工出的零件一致性、穩(wěn)定性也差，效率極低。采用以上工藝加工后，鍵槽的對(duì)稱度誤差一般在0.025～0.03 mm，不能滿足圖紙要求。為保證達(dá)到零件圖紙要求，需增加鉗工修整工序。因鍵槽太長(zhǎng)，且為孔內(nèi)不通鍵槽，給鉗工修整帶來了很大的困難，易造成喇叭口及上下尺寸不一致的情況，這正是個(gè)別活塞套在缸套內(nèi)上下滑動(dòng)時(shí)起始動(dòng)力不足，存在“卡頓”現(xiàn)象的根本原因。

4 長(zhǎng)鍵槽工藝改進(jìn)

為減少長(zhǎng)鍵槽對(duì)稱度誤差，消除個(gè)別活塞套在缸套內(nèi)上下滑動(dòng)時(shí)起始動(dòng)力不足的問題，需要對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行改進(jìn)，具體步驟如下:

(1)將垂直方向的兩個(gè) 2-Φ11mm 孔加工成2-Φ10H7mm 孔，保證兩孔的距離公差 Φ200±0.02mm，到中心距離公差100±0.015mm，并保證尺寸220mm右面對(duì)Φ140H7mm孔軸線的垂直度小于0.015mm。

(2)增加一塊工裝板，加工長(zhǎng)鍵槽時(shí)可以定位裝夾缸套，通過試插、測(cè)量，調(diào)整主軸刀具與工裝的相對(duì)位置，直至最佳位置。首件加工合格后，后邊批量加工就利用調(diào)整好的工裝位置裝夾零件，無需每件都找正調(diào)整，節(jié)省了人力，提高了加工效率。

圖3 工裝定位板

圖4 工裝使用圖

對(duì)缸套中長(zhǎng)鍵槽的工藝改進(jìn)后，15301缸套完整的加工工藝如下：

粗車成型，各尺寸單邊留余量1mm→調(diào)質(zhì)→精車：220 mm兩端面、內(nèi)孔Φ140H7 mm、外圓Φ180f6 mm、長(zhǎng)度195 mm右面留磨量，其它各部成→鉗工：劃外圓及端面各孔位置線→銑床：加工外圓及端面各孔，左視圖垂直方向兩孔加工至 Φ10 mm→外磨：夾Φ230 mm外圓，一次裝夾，加工內(nèi)孔Φ140H7 mm、外圓Φ180f6 mm及195 mm左右面成，保證195 mm左端面與內(nèi)孔Φ140H7 mm垂直度0.01 (工藝基準(zhǔn)）→平磨：220 mm左面定位，磨220 mm右面成，保證兩面平行度0.01→鏜孔：鏜左視圖垂直方向兩孔加工至Φ10H7 mm,，保證兩孔距離Φ200±0.02，mm，到中心距離100±0.015，mm→插鍵槽：以220，mm右端面及2-Φ10H7定位，缸套在設(shè)計(jì)的工裝上安裝到位，插鍵槽，保證圖紙各要求→鉗工：去毛刺，攻絲。

5 改進(jìn)工藝分析

（1）精車后220 mm左右面留磨量，磨削加工的時(shí)候保證與內(nèi)孔的形位公差要求，作為下一步插鍵槽的工藝基準(zhǔn)。

（2）插鍵槽時(shí)候，利用工裝板及定位銷對(duì)零件進(jìn)行定位裝夾，保證零件定位的可靠性及加工質(zhì)量的穩(wěn)定性。

6 長(zhǎng)鍵槽對(duì)稱度的檢測(cè)與計(jì)算

檢測(cè)內(nèi)孔長(zhǎng)鍵槽時(shí)，以外圓 Φ180f6為檢測(cè)基準(zhǔn) ,放置在V形塊上。在14Js9鍵槽左端處插入與14Js9尺寸相當(dāng)?shù)亩ㄎ粔K，基準(zhǔn)軸線由V形塊模擬，被測(cè)中心平面由定位塊模擬，分兩步測(cè)量，以一批實(shí)際加工零件為例：

（1）截面測(cè)量：調(diào)整被測(cè)零件使定位塊沿徑向與平板平行，測(cè)量定位塊至平板的距離為a1，再將被測(cè)零件繞自身中心線旋轉(zhuǎn) 180°，后重復(fù)上述測(cè)量，測(cè)得定位塊至平板的距離為a2，得到該截面上下兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的讀數(shù)差a=a1-a1，已知d=140，?=3.8`，則該截面的對(duì)稱度誤差：

（2）長(zhǎng)向測(cè)量：沿著鍵槽長(zhǎng)度方向測(cè)量，取最大值記為amax，取最小值記為amin，則長(zhǎng)向?qū)ΨQ度誤差為：

比較以上兩個(gè)方向的誤差，取兩個(gè)方向的誤差中的最大值作為該零件的對(duì)稱度誤差f。某批次 5個(gè)缸套的長(zhǎng)鍵槽對(duì)稱度誤差如下表1所示。

表1 某批次缸套的長(zhǎng)鍵槽對(duì)稱度誤差 單位：(mm)

圖5 鍵槽對(duì)稱度誤差測(cè)量

從表中數(shù)據(jù)可知，改進(jìn)鍵槽加工工藝后，該批次零件的鍵槽對(duì)稱度全部符合圖紙要求。

7 結(jié)語

通過對(duì)15301缸套長(zhǎng)鍵槽加工超差問題的分析，找到原先的工藝中存在的不足，對(duì)原先的工藝進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了加工工裝，保證了鍵槽的對(duì)稱度，解決了上研磨盤上下移動(dòng)不順暢的問題。目前，該精密雙面研磨機(jī)已批量生產(chǎn)，上研磨盤上下移動(dòng)非常順暢，無“卡頓”現(xiàn)象。