巧用鉆模加工安裝面孔

　　曲軸是柴油機(jī)里的關(guān)鍵零件，曲軸上每個(gè)部位的尺寸精度和形位公差精度要求都相當(dāng)高，其安裝面和兩端法蘭上的孔的精度要求也很高，其需要和其他零件相互配合裝配，為此在各孔的加工過程中必須嚴(yán)格控制精度，滿足圖樣要求。

　　隨著企業(yè)的不斷發(fā)展擴(kuò)大，我公司生產(chǎn)的曲軸種類也越來越多，曲軸安裝面孔的尺寸大小不同，所選用的刀具也不一樣。目前，加工安裝面孔的方法有兩種：①在加工中心上通過鉆孔、鏜孔和銑螺紋的方式以保證安裝面孔的加工精度，但是加工中心所產(chǎn)生的刀具費(fèi)用高，若是加工各類曲軸的安裝面孔都安排在加工中心上，就需要配置各類尺寸、大小和型號(hào)不同的潛孔鉆、螺紋銑刀及鏜刀等，將會(huì)產(chǎn)生高額的刀具費(fèi)用。②安裝面鉆模裝夾定位在曲軸上，采用六點(diǎn)定位原理，用普通的Z35鉆床加工安裝面孔，這樣不僅能保證孔的加工精度，而且節(jié)約了大量的刀具費(fèi)用。安裝面鉆模的使用不僅給生產(chǎn)加工帶來方便，而且為公司創(chuàng)造了更多的利潤。

　　1. 安裝面加工工藝

　　（1）圖樣分析。圖樣要求在曲軸安裝面上加工M36×3—6H、鉆深65mm、攻深50mm的螺紋孔，并在孔口倒夾角為90°的角，要求螺紋孔的中心線與安裝面的垂直度在0.002mm以內(nèi)，加工φ25+0.021 +0mm的銷子孔，銷子孔鉆深22mm、鏜深20mm，要求銷子孔的中心線與安裝面的垂直度在0.000 1mm以內(nèi)，其安裝面上的孔與平衡塊上的孔是通過定位銷和螺栓聯(lián)接相互配合裝配的，某曲軸安裝面孔的結(jié)構(gòu)尺寸如圖1所示。

　?。?）工藝方案的選擇。通過對(duì)圖樣所要求加工的部位進(jìn)行分析，可選擇兩種加工方法：

　?、僭谲囥娭行纳霞庸ぐ惭b面上所有的孔，需要φ24mm和φ33mm潛孔鉆、φ25mm鏜刀和M36×3mm的螺紋銑刀，投入刀具費(fèi)用高。②在車銑中心上加工出中間的定位銷孔，再借用安裝面鉆模，在曲軸上采用六點(diǎn)定位原理，用普通的Z35鉆床加工安裝面上的螺紋孔，需要的刀具有普通的φ32.5mm麻花鉆、φ32.9mm鉸刀、M36×3—6H絲錐和φ60mm×90°锪鉆，通過“鉆孔—鉸孔—攻螺紋—锪孔”的工藝方案加工，不僅能滿足螺紋孔的加工要求，而且節(jié)省了昂貴的刀具費(fèi)用。

　　圖 1

　　2. 安裝面鉆模的使用

　　（1）安裝面鉆模結(jié)構(gòu)分析。曲軸安裝面鉆模由鉆模板、定位插銷、鉆套、鉸套、攻螺紋套、吊環(huán)螺釘、菱形銷及定位銷等組成，安裝面鉆模的裝配如圖2所示。

　　圖 2

　　1.鉆模板 2.定位插銷 3.攻螺紋套4.鉸套 5.鉆套 6.吊環(huán)螺釘 7.菱形銷 8.定位銷

　　安裝面鉆模是一種蓋板式鉆模，蓋板式鉆模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接安裝在鉆模板上，鉆模在工件上定位，其適合體積大而笨重的工件上孔的加工。在加工過程中將其固定在曲軸安裝面的定位基準(zhǔn)面上，安裝面鉆模通過定位銷和菱形銷固定不動(dòng)，用來加工過安裝面上同一平面上的孔系。安裝面鉆模結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、定位精度高且輕便，易清除切屑，在加工中能保證孔的加工精度。

　?。?）鉆模輔具的使用。安裝面鉆模在制作時(shí)根據(jù)要加工孔的大小制作了相應(yīng)配套的鉆套、鉸套、攻螺紋套及菱形銷等輔具，解決安裝面孔加工中的難題。針對(duì)曲軸安裝面M33×3—6H螺紋孔的加工，配置了相應(yīng)大小的鉆套（見圖3）。

　　圖 3

　　安裝面孔加工過程中使用安裝面鉆模，采用六點(diǎn)定位原理，將定位銷插入已經(jīng)在車銑中心上加工出的兩個(gè)銷孔中，其中菱形銷的方向必須安裝正確，防止鉆模竄動(dòng)。在鉆孔過程中，鉆頭容易擺動(dòng)走偏，導(dǎo)致加工出的孔是傾斜的，為此設(shè)計(jì)了鉆模和鉆套相互配合，通過鉆套和鉆頭的間隙配合，引導(dǎo)鉆頭直線進(jìn)入進(jìn)行鉆孔。試切削后保證了孔的中心線與安裝面垂直度在0.002mm內(nèi)，滿足圖樣尺寸要求。

　　經(jīng)過不斷對(duì)安裝面鉆模、鉆套的改進(jìn)，使其與鉆頭的相互配合更加穩(wěn)定，加工出孔的穩(wěn)定性好，而且避免了加工過程中切屑飛濺的現(xiàn)象，使加工過程安全可靠。

　　在鉸孔過程中，為了保證鉸孔的加工精度，也制作了鉸套（見圖4）。在鉸孔過程經(jīng)常出現(xiàn)孔徑超差、內(nèi)孔不圓、鉸孔后孔的中心線不直、孔表面粗糙度值無法滿足要求等現(xiàn)象，通過改變鉸刀的大小、鉸孔的余量、鉸刀的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度等多種方法都無法避免此問題的產(chǎn)生，為此設(shè)計(jì)了安裝面鉆模并配套設(shè)計(jì)了φ33+0.025 +0mm鉸套和φ32.9mm的鉸刀間隙配合。經(jīng)過多個(gè)孔的試切削加工，孔的精度都相當(dāng)高，而且鉸孔余量也減少了，提高了加工效率。

　　圖 4

　　攻螺紋一直以來都是加工中最困難的一類工序。攻螺紋時(shí)，絲錐幾乎是被埋在工件中進(jìn)行切削的，絲錐沿著螺紋與工件接觸面積大，加工后螺紋孔容易出現(xiàn)爛牙、通規(guī)通不過以及止規(guī)止不住等問題。除此之外，鉆床主軸為柔性，在攻螺紋過程中主軸隨意擺動(dòng)，尤其是絲錐剛切入時(shí)，擺動(dòng)現(xiàn)象最為嚴(yán)重，攻出的螺紋無法達(dá)到要求，采取多種措施都無法避免問題的再發(fā)生。經(jīng)過設(shè)計(jì)鉆模和攻螺紋套，攻螺紋過程中出現(xiàn)的問題都基本解決了。攻螺紋套具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖5所示。

　　圖 5

　　設(shè)計(jì)的攻螺紋套和絲錐相互配合攻螺紋，減小了絲錐在攻螺紋時(shí)的晃動(dòng)，提高了絲錐與鉆床主軸的同軸度，解決了攻螺紋時(shí)絲錐的任意擺動(dòng)問題，保證了加工出的螺紋中心線與安裝面的垂直度，避免了爛牙、通規(guī)通不過及止規(guī)止不住等問題的再發(fā)生，而且解決了安裝面孔加工過程中后續(xù)加工對(duì)已加工表面安裝面的損傷。

　　3. 結(jié)語

　　通過使用安裝面鉆模配相應(yīng)的輔具加工安裝面孔，解決了安裝面鉆孔、鉸孔和攻螺紋過程中遇到的問題。這是解決孔加工問題的方式中較為簡單的一種，值得推廣。