張學(xué)周

(安陽(yáng)三一機(jī)械有限公司，河南安陽(yáng)455000)

1 方案分析

前軸在整車中承擔(dān)承重、支承、轉(zhuǎn)向的功能，屬于汽車上重要零部件，而前軸拳頭面的加工則是前軸加工中重要工序。前軸拳頭兩端面通常采用以下方案加工:方案一采用立式單面移動(dòng)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)，一銑頭安裝一穿糖葫蘆銑刀加工前軸拳頭上下面(如圖1);方案二采用臥式雙面移動(dòng)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)，兩銑頭各裝一銑刀盤分別加工前軸拳頭一端面(如圖2)。方案一采用立式結(jié)構(gòu)，需要使用立柱使成本增加，而方案二采用雙面結(jié)構(gòu)，需要用兩個(gè)銑頭，成本高。而且這兩種方案每次均只能加工前軸一端的拳頭面，工作效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，不能滿足企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃和市場(chǎng)需要。

根據(jù)上述情況，設(shè)計(jì)開發(fā)了臥式雙面銑前軸拳頭面專用機(jī)床(如圖3)，該機(jī)床可實(shí)現(xiàn)一次裝夾同時(shí)加工前軸兩端拳頭面，并且一次加工成型。

2 機(jī)床總體設(shè)計(jì)

兩專用銑頭分別置于兩個(gè)機(jī)械滑臺(tái)上，兩滑臺(tái)置于整體床身上，床身中間放置固定夾具。由于前軸拳頭面端面有傾斜角度，一般為2°～10°之間;為適應(yīng)前軸多品種加工，在床身和機(jī)械滑臺(tái)之間放置一過(guò)渡板，滑臺(tái)與過(guò)渡板固定為一體。在床身上安裝固定一定位銷，過(guò)渡板與此定位銷配合，前后端用壓板壓緊，當(dāng)加工端面傾斜角度不同的前軸時(shí)，只需松開壓板，旋轉(zhuǎn)過(guò)渡板至相應(yīng)的角度并更換銑刀桿上的隔套即可;對(duì)于長(zhǎng)度不同的前軸，機(jī)械滑臺(tái)只要留有一定的儲(chǔ)備量就能適應(yīng)不同長(zhǎng)度前軸的加工。

根據(jù)被加工件特點(diǎn)設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)新穎、緊湊的固定式夾具，與前兩個(gè)方案相比還可以節(jié)省一個(gè)專用移動(dòng)工作臺(tái)。該機(jī)床不僅成本低，操作、維修方便，而且可大大提高加工效率、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 定位、加工工藝性分析

圖4為前軸拳頭面加工簡(jiǎn)圖。前軸拳頭面端面一般有2°～10°傾斜角度。因此兩專用銑頭在滑臺(tái)上需傾斜一角度并對(duì)稱布置才能高效加工。經(jīng)分析研究，決定以前軸板簧面及其上兩銷孔定位，液壓夾緊?？紤]到銑削加工時(shí)剛性差、工件振動(dòng)，在拳頭外圓中間加一輔助支承，并在拳頭外圓上表面用一旋轉(zhuǎn)壓板壓緊，實(shí)際證明效果理想。

4 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

夾具是機(jī)床的重要組成部件，是根據(jù)被加工件的工藝性和機(jī)床加工方案的具體要求而專門設(shè)計(jì)的。它主要用于實(shí)現(xiàn)被加工工件的準(zhǔn)確定位，合理夾壓，裝卸工件限位以及更換品種調(diào)整方便。

夾具結(jié)構(gòu)見圖5。它主要由夾具體、支座、定位板、壓板、夾緊油缸等組成。夾具體上部?jī)啥俗笥覍?duì)稱，中間銑有T形槽。兩支座通過(guò)T形螺栓與夾具體固定連接，并可在夾具體上左右移動(dòng)一定距離。定位鍵用螺釘固定在支座上，左右調(diào)整支座時(shí)起定位導(dǎo)向作用。定位板、定位銷可根據(jù)前軸品種不同而更換。工件夾緊采用旋轉(zhuǎn)壓板油缸，吊裝上件時(shí)還備有浮動(dòng)托板及限位桿便于定位銷插銷定位。

由于板簧定位面及夾緊點(diǎn)與拳頭面之間距離比較遠(yuǎn)，銑削兩端拳頭兩端面時(shí)，工件極可能發(fā)生振動(dòng)甚至打刀，為避免這種現(xiàn)象發(fā)生，在拳頭面外圓下面安裝了一個(gè)輔助支承。考慮到前軸多品種特點(diǎn)及銑削時(shí)輔助夾緊壓板不能兩銑刀干涉，設(shè)計(jì)了如圖5所示的輔助支承及輔助夾緊點(diǎn)可以前后、左右、上下六方位自由調(diào)整的柔性輔助支承夾緊單元，夾緊壓板還能旋轉(zhuǎn)便于裝卸工件。該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了多品種、不同系列前軸的銑削加工。

5 刀具支承

銑前軸兩端面采用圖6所示刀具支承。加工不同前軸，兩銑刀之間距離不同，拳頭面端面傾斜角度也不相同，為便于更換品種，刀桿上的隔套采用圖7所示結(jié)構(gòu)。

6 結(jié)語(yǔ)

該機(jī)床方案結(jié)構(gòu)緊湊、夾壓合理、成本低、效率高，具有一定的應(yīng)用推廣價(jià)值。

［1］唐照民.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.西安:西安交通大學(xué)出版社，1995:102－145.

［2］王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［M］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005:201－223.

［3］謝家瀛.組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1994:102－158.