王理斌
(陜西秦川機(jī)械發(fā)展股份有限公司,陜西 寶雞721009)
使用螺桿和螺母組成的螺旋副是機(jī)械傳動(dòng)中非常重要的一個(gè)組成環(huán)節(jié)。尤其在舊式機(jī)床中使用極為普遍,這種機(jī)床的螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)經(jīng)常需要在較長(zhǎng)的時(shí)間連續(xù)工作,并且要求具有較高的傳動(dòng)精度;如果機(jī)床為重型機(jī)床,則需要相應(yīng)增加螺母高度來(lái)減少內(nèi)梯形螺紋單位面積上的壓力。高度增加,形狀不規(guī)則勢(shì)必給加工制造帶來(lái)諸多難題。圖1為修復(fù)某舊國(guó)外進(jìn)口重型立式磨床時(shí),需重新制做2個(gè)Z軸方向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的螺母簡(jiǎn)圖。
圖1螺母簡(jiǎn)圖
毛坯是鑄銅件。主要加工部位為A、B基準(zhǔn)面和Tr90×16-7H梯形螺紋,主要保證梯形螺紋與A基準(zhǔn)面的平行度0.02和與B基準(zhǔn)面的垂直度0.02 mm。該零件形狀不規(guī)則,裝夾困難,并且相對(duì)于螺紋中心為軸時(shí),質(zhì)量分布不均勻,加工狀態(tài)不穩(wěn)定,容易造成危險(xiǎn),再加上加工該梯形螺紋的車(chē)刀刀桿懸伸長(zhǎng)、剛性差,車(chē)削時(shí)切削面積大,切削更不平穩(wěn),同時(shí)又由于讓刀而容易產(chǎn)生錐度,加工出的內(nèi)螺紋精度與表面粗糙度均難以保證,零件Tr90×16-7H梯形螺紋與A、B基準(zhǔn)的形位公差更難以保證。
經(jīng)過(guò)對(duì)零件進(jìn)行認(rèn)真的分析,主要考慮了以下兩種工藝方案:
工藝方案一:1)劃出梯形螺紋,A、B基準(zhǔn)加工線;2)粗銑A、B基準(zhǔn),粗鏜梯形螺紋內(nèi)孔;3)精銑A、B基準(zhǔn),支6-M16螺紋孔印子;4)鉆、攻A基準(zhǔn)6-M16螺紋;5)上組合夾具,用零件底面6-M16螺紋拼緊于組合夾具上,校正A、B基準(zhǔn)直線度0.01,鏜梯形螺紋底孔,車(chē)梯形螺紋至尺寸,組合夾具具體裝夾方式見(jiàn)圖2。
圖2 裝夾示意圖
工藝方案二:1)劃出梯形螺紋,A、B基準(zhǔn)加工線;2)粗銑A、B基準(zhǔn)及B基準(zhǔn)相對(duì)面,粗鏜梯形螺紋內(nèi)孔;3)精銑A、B基準(zhǔn)及B基準(zhǔn)相對(duì)面,支6-M16螺紋孔印子,在兩端面上鉆4-M8工藝螺紋孔;4)鉆、攻A基準(zhǔn)6-M16螺紋及兩端面上4-M8工藝螺紋孔;5)上圓形夾具拼緊于零件兩端面工藝螺紋孔上,一端三爪夾住,另一端搭中心架;校正兩圓形夾具外圓同軸度0.01 mm兼顧A、B基準(zhǔn)直線度0.01 mm,鏜梯形螺紋底孔,車(chē)梯形螺紋至尺寸。具體裝夾方式見(jiàn)圖3。
工藝方案選擇如下:工藝方案二結(jié)構(gòu)上較為簡(jiǎn)單,但因?yàn)閳A形夾具相對(duì)于梯形螺紋內(nèi)孔無(wú)徑向定位基準(zhǔn),校正兩外圓同軸0.01及兼顧A、B基準(zhǔn)直線度0.01異常困難,還需在零件兩端面打工藝螺紋孔,所以決定采用結(jié)構(gòu)偏復(fù)雜,校正相對(duì)簡(jiǎn)單的工藝方案一。
圖3 裝夾示意圖
由于該零件內(nèi)梯形螺紋螺距大,在加工時(shí)使用專(zhuān)用淬火刀桿分粗車(chē)、精車(chē)Tr90×16-7H內(nèi)螺紋。在粗車(chē)時(shí)吃刀深度不宜過(guò)大,盡量防止讓刀和產(chǎn)生振動(dòng)。在精車(chē)時(shí),主軸速度放慢,吃刀深度要小,車(chē)削過(guò)程中多走幾次空刀,以消除粗車(chē)時(shí)產(chǎn)生的錐度和振紋,保證螺紋的精度和粗糙度。接近螺紋控制尺寸時(shí),應(yīng)經(jīng)常用螺紋塞規(guī)進(jìn)行檢查。
通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的加工操作過(guò)程以及加工完后的零件分析表明,工藝方案一不僅很好地解決了零件的裝夾問(wèn)題,通過(guò)增加配重塊改變了在零件車(chē)制內(nèi)梯形螺紋時(shí)零件旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的質(zhì)量分布不均勻狀況,而且加工過(guò)程狀態(tài)穩(wěn)定,校正零件簡(jiǎn)單,加工后零件完全滿足使用要求。