摘 要：本文主要針對(duì)農(nóng)用設(shè)備儀表中小軸徑零件在沈陽(yáng)機(jī)床CM125A精密車(chē)床加工過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并給出改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械儀表； 小軸徑零件 ；改進(jìn)

筆者利用寒暑假到農(nóng)業(yè)機(jī)械廠進(jìn)行實(shí)習(xí)進(jìn)修。該廠主要生產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械儀表配件。農(nóng)業(yè)機(jī)械用儀器是農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)實(shí)驗(yàn)和作業(yè)流程中用于觀測(cè)、測(cè)量、檢測(cè)、計(jì)量、控制，以及顯示、記錄、分析與處理的儀器、儀表或儀器系統(tǒng)。我所在的實(shí)習(xí)車(chē)間主要負(fù)責(zé)農(nóng)業(yè)機(jī)械儀表表頭細(xì)長(zhǎng)軸部分生產(chǎn)。在生產(chǎn)中，我們發(fā)現(xiàn)一些小軸徑零件的報(bào)廢率較高，主要原因是夾具產(chǎn)生較大誤差，導(dǎo)致生產(chǎn)出的工件不達(dá)標(biāo)，針對(duì)這些問(wèn)題采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

一、零件問(wèn)題的提出

農(nóng)業(yè)機(jī)械儀表的表頭部分有鍋輪、鍋桿、齒輪軸等零件，最大軸徑6.22毫米，最小軸徑1.5毫米，最小公差0.008毫米，粗糙度都在以下，全部采用1Gr18 Ni9 Ti〉不銹鋼。當(dāng)時(shí)車(chē)間只有三臺(tái)沈陽(yáng)產(chǎn)CM125A精密車(chē)床是比較好的，在設(shè)備上我們遠(yuǎn)不及美國(guó)、日本廠，但我們有一支過(guò)硬的車(chē)工隊(duì)伍，對(duì)不銹鋼的切削加工有較豐富的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)?shù)谝慌ㄊ祝┰嚠a(chǎn)工件完成后，送質(zhì)檢部門(mén)，有30%長(zhǎng)度超差成為廢品，是因定位基準(zhǔn)不能與測(cè)量基準(zhǔn)統(tǒng)一。余下送裝配，又有50%以上徑向跳動(dòng)太大而不能裝配（當(dāng)時(shí)檢測(cè)部門(mén)不作徑向跳動(dòng)測(cè)試），是因用三爪卡盤(pán)裝夾作調(diào)頭加工。此后，我們便開(kāi)始研究此問(wèn)題。

二、討論零件問(wèn)題

軸向定位，提高同軸度是問(wèn)題所在。車(chē)間里組成專(zhuān)題討論小組，提出多條技改意見(jiàn)，我們共同討論，從中作可行論證，對(duì)不合理方案并逐一否決。其中我們小組的目標(biāo)是要工件徑向跳動(dòng)降低0.05毫米。最終我們把問(wèn)題集中在三爪卡盤(pán)產(chǎn)生的誤差。

三爪卡盤(pán)存在兩個(gè)誤差，一個(gè)是制造積累誤差，另一個(gè)是安裝積累誤差。如何在結(jié)構(gòu)、安裝上解決這兩個(gè)問(wèn)題，我想到了錐面，其同軸精度較好，如能利用錐面的配合裝夾工件。此時(shí)，針對(duì)誤差我們?cè)O(shè)計(jì)出一種專(zhuān)業(yè)的夾具，名為錐面彈簧夾具。

三、問(wèn)題的解決方案

1.錐面彈簧夾具的結(jié)構(gòu)

機(jī)床是工作母機(jī)，理論上說(shuō)精度應(yīng)高于所加工的工件。

但是出現(xiàn)誤差就說(shuō)明機(jī)床的夾具部分出現(xiàn)了問(wèn)題，必須通過(guò)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)專(zhuān)用夾具來(lái)減少誤差。專(zhuān)業(yè)夾具必須解決積累誤差的影響，以保證工件的質(zhì)量，但排除積累誤差是機(jī)械精加工業(yè)的瓶頸。為此，我們定下三項(xiàng)加工要求：

（1）工件裝夾后的中心線保證在機(jī)床主軸的中心線上。

（2）軸向定位基準(zhǔn)必須與測(cè)量基準(zhǔn)一致。

（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減小積累誤差。

錐面彈簧夾具由：胎具、夾套、定位螺桿、彈簧、螺母、拉桿、緊固板手組成。夾具的結(jié)構(gòu)組成如圖1所。

2.裝配與定位基準(zhǔn)

胎具的外錐面與車(chē)床的主軸錐孔配合，由定位螺桿、拉桿拉緊，在主軸和胎具上做記號(hào)，作下次安裝的定位點(diǎn)。胎具的內(nèi)錐孔與夾套的外錐面配合，裝上工件后由螺母鎖緊，工件的軸向測(cè)量基準(zhǔn)面與定位螺桿的端面接觸作為軸向定位。工件安裝時(shí)伸出部分由定位螺桿進(jìn)行調(diào)節(jié)所需長(zhǎng)度。在大拖板上找一點(diǎn)作為百分表的觸點(diǎn)，進(jìn)行軸向?qū)Φ抖ㄎ?。工件加工完成后松開(kāi)螺母，由彈簧彈出夾套，取出工件，然后作第二次裝夾。操作符合要求。

3.材料的合理選擇

50#鋼是優(yōu)質(zhì)碳素鋼，機(jī)械性能穩(wěn)定，是加工重要機(jī)械零件的選用材料，通過(guò)調(diào)質(zhì)處理，削除內(nèi)應(yīng)力，減小變形，能得到較好的強(qiáng)度和韌性。為防止長(zhǎng)時(shí)使用出現(xiàn)磨損和塑性變形，產(chǎn)生過(guò)大的徑向跳動(dòng)，嚴(yán)重影響同軸度。

如圖2所示：

當(dāng)孔和軸的配合是最小間隙，c 是最大值，夾口是線接觸，兩條中心線重疊，狀態(tài)最佳。

當(dāng)孔和軸的配合是最大間隙，c 是最大值，夾口是線接觸，兩條中心線重疊，狀態(tài)次之。

當(dāng)孔和軸的配合是最大間隙，夾口產(chǎn)生塑性變形，夾口是點(diǎn)接觸，C的長(zhǎng)度減少，C的長(zhǎng)度增加，在車(chē)削中受徑向力影響工件產(chǎn)生傾斜，此時(shí)兩條中心線相交，徑向跳動(dòng)最大，狀態(tài)最差。

由此可見(jiàn)，孔和軸的配合間隙和夾套的質(zhì)量至關(guān)重要。因軸存在公差，間隙無(wú)法完全消除，必須選用優(yōu)質(zhì)材料以保證夾具的壽命。

4.夾具加工工藝

根據(jù)三項(xiàng)基本要求第一條，夾具是保證工件、主軸的中心線一致的手段，工藝要求較高。

加工步驟如下：

（1）粗車(chē)留0.3～0.4毫米余量（根據(jù)需要留夾位），螺母緊固板手一次加工完成，一起送調(diào)質(zhì)處理。拉桿車(chē)好備用，夾套數(shù)量根據(jù)工件規(guī)格數(shù)量而定。

（2）精車(chē)胎具內(nèi)孔定位面18，內(nèi)螺紋M18 1.5，4號(hào)莫氏外圓錐，要求一次裝夾完成，外錐面要求作綜合測(cè)量，著色要薄，與車(chē)床主軸錐孔接觸面積達(dá)98%以上。

（3）精車(chē)夾套外圓22，內(nèi)圓18，外圓錐42，在銑床上銑槽，留0.2～0.3mm余量，讓精車(chē)夾口6內(nèi)圓時(shí)是連續(xù)切削加工面。

（4）精車(chē)定位螺桿，要求一次裝夾完成，保證2孔與16的同軸度一致，2孔的下偏差應(yīng)盡可能接近工件軸的上偏差，以減小間隙。

（5）拆下機(jī)床卡盤(pán)，用煤油嚴(yán)格清潔車(chē)床主軸錐孔，裝上胎具，定位螺桿，用拉桿拉緊，車(chē)削胎具外螺紋M48 2，完成后再次收緊拉桿，然后精車(chē)內(nèi)孔22和內(nèi)錐孔42，用夾套錐面作綜合測(cè)量，著色要薄，確保錐面接觸精度。

（6）裝上夾套用螺母鎖緊，精車(chē)夾面孔6，要確保圓柱度要求。然后用手工鋸開(kāi)銑槽，去毛刺。

四、生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)

由于前期準(zhǔn)備充分，問(wèn)題考慮較為周到。在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)效果較好，一次試車(chē)便獲成功。工件完成第一工序后用煤油清潔工件測(cè)試徑向跳動(dòng)，都控制在0.01毫米左右。軸向定位較為穩(wěn)定。成功降低0.05毫米徑向跳動(dòng)的目標(biāo)，提高了生產(chǎn)率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。產(chǎn)品送質(zhì)檢后馬上裝配，100%獲得通過(guò)。為廠爭(zhēng)取了時(shí)間，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，后來(lái)表頭軸類(lèi)的徑向跳動(dòng)檢測(cè)成為廠里的免檢工序。我本人也得到實(shí)習(xí)單位的表?yè)P(yáng)。

五、結(jié)語(yǔ)

這次對(duì)CM125A錐面彈簧夾具的技改經(jīng)驗(yàn)。把實(shí)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到今后指導(dǎo)學(xué)生使用精密車(chē)床加工零件中，可大大提高教學(xué)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]北京第一通用機(jī)械廠.機(jī)械工人切削手冊(cè)（第五次修訂版）[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2]機(jī)械制造工藝與夾具/蘭建設(shè)主編.-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.7.

作者簡(jiǎn)介：梁俊文（1987-），男，廣東中山人，中山技師學(xué)院機(jī)電系老師，助理講師，工程學(xué)士。