某重型机床床头箱XI轴孔加工工艺方案设计及改进.pdf

2 0 1 3年 1 1 月 第 4 1卷 第2 2期 机床与液压 MACHI NE TO0L HYDRAUL I CS NO V ． 2 01 3 Vo 1 ． 4l No ． 2 2 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 3 ． 2 2 ． 0 5 2 某重型机床床头箱 x I 轴孔加工工艺方案设计及改进 刘波 ，包宗伟 ，黄晓艳 1 ．镇 江市高等专科 学校 ，江苏镇江 2 1 2 0 0 3 ；2 ．江苏齐航数控机床有限责任公司，江苏 镇江 2 1 2 0 0 9 ； 3 ．镇江船艇学院，江苏镇江 2 1 2 0 0 3 摘要重点论述了某重型机床床头箱x I 轴孔加工工艺，并为此设计制造了接长钻、双联扩孔刀、双联铰刀和加长刮刀 杆工艺装备。针对 x I 轴孔 2 mm刮平面出现拉毛和表面质量问题，采用了有效的工艺改进。实践证明加长刮刀杆矩形 装刀口由1 0 mm X1 0 m l n改成 8 m m X 8 m m后，生产质量有了显著提高 ，增强了市场竞争力。 关键词重型机床； 床头箱 ；工艺改进 中图分类号 T G 5 0 2 文献标识码 B 文章 编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 3 2 21 4 8 5 箱体是机器和部件的基础零件，它将所有零部件 联 系在一起 ，使其保持正确 的相互位置 ，完成必须 的 运动。某重型机床床头箱共计有 l 9根轴孔，箱体孔 系较多 ，精度 要求 高 ，属于难 加工件 。针对 x I 轴 孔 加工工艺方案设计及改进进行论述。箱体 x I 轴孔如 图 1所示 ，x I 轴的作用是当机床需要高速旋转挡位 时 ，I I 轴通过 x I 轴 与 I 轴 电机输入 轴 相 连 ，不 用高速挡时 ，x I 轴不用。I 轴、I I 轴、V I I 主轴 和 x I 轴如图 2所示。箱体材料为 H T 2 5 0 ，最高精度 等级为7级精度，两孔 同轴度要求 ． 0 2 m m，与箱 体下平面 基准 A 平行度 为 0 ． 0 4 m m，与 V I I 轴 中 心 基准 D平行度 0 ． 0 3 m m。 图 1 主轴箱体中 II 主视图 图2 机床传动系统图 部分 1 床头箱 x I 轴孔加工方案分析及存在的问题 原加工工艺方案是钻一 扩一 铰 3 2 m m 和 2 0 m m孔。现场加工中主要存在问题是箱体 x I 轴 2 0 m m孔壁处由于铸造不平、有凸起或箱体壁轴向位移 出现偏差等原因，装配后发生齿轮碰撞箱体壁干涉现 象。现场采用人工打磨的方法 ，解决此问题 ，效率较 收稿 日期 2 0 1 21 1 0 5 基金项目镇江市工业支撑项目 2 0 1 2 0 2 8 ；镇江高专校企合作项目 H X 2 0 1 2 0 5 1 00 1 ；江苏省高等职业院校高级访问 工程师计划资助项目 2 0 1 3 作者简介刘波 1 9 7 2 一 ，男，硕士，副教授，主要从事机械制造及其 自动化方面的研究与教学工作。Em a i l g z l i u b o 1 63． e o m。 第 2 2期 刘波 等某重型机床床头箱 x I 轴孔加工工艺方案设计及改进 1 4 9 低 ，劳动强 度 大。因此 将 原加 工工 艺 方 案改 成钻 一 扩一铰 3 2 m m和 t h 2 0 m m 孔一 刮 6 5 2 m m平 面 ， 解决干涉和人工打磨问题 ，降低了劳动强度 ，但又出 现了 b 2 0 m m孔拉毛和表面粗糙度降低问题，影响了 装配。最终 ，现场采取加工工艺方案为钻 t h 3 2 m m 和 4 , 2 0 m m底孔_ 刮 t h 5 2 m m平面_ 扩 铰 3 2 m m 和 t h 2 0 m m孔 ，并且扩和铰所采用工艺装备由原来 的单联铰 刀 改成 双联 铰 刀 ，减 少换 刀次 数 和装 夹误 差 ，很好地满足了产品技术要求，提高了生产效率 ， 产 品质量 显著提高 。以下 主要 对 x I 轴孔 改进 后最终 加工工艺及装备进行阐述。 2 X I 轴孔加工工艺及其装备设计 主轴箱 x I 轴孑 L 最终现场加工工序为钻 t h 3 0 m m 和 6 2 0 m m底孔一刮 4 , 5 2 m m平 面一 扩 4 , 3 0 m m和 2 0 m m孔_ 铰 4 , 3 0 m m和 t h 2 0 m m孔 。 1 钻 6 3 2 m m和 t h 2 0 m m底孔 钻箱体 Ⅺ 轴 3 2 m m底孔至 3 0 m m，工艺装备 是 自制接长钻 ，如 图 3所示 。西 3 0 m m钻头 是用 标准 麻花钻头 4 , 3 0 ． 5 m m改制，以 b 2 4 H 7 ／ g 6配合与接长 钻柄部孔配合连接定位 ，将柄部与刃部焊接 ，焊接时 刃 口部分不能退火，刀体部分 H R C 4 5 。刀柄锥度用 莫氏5号锥度。为了修整方便，采用 G B 1 4 5 - 5 9中心 孔作为定位基准 ，刀杆头、刀杆头配合部分 、钻头与 中心孔同轴度保证 ． 0 3 m m。自制接长钻加工工艺 如表 1 所示 。 盟 1 4 9 ． 2 一 ● 。 一 _ J ◎ I 0 ．0 3 l l 妄 l ◎ I 0 ． 0 3 l 一 一 3 0～ 一 ，莫 氏 5 号 0 ． 『 ’ ． 【 I 胄 3 l ／ 1“ - ． ＼ ＼ ＼ ＼ l 堡 ／ ． 3 - 寸 『 I ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ 。 0 ／ ／ ， ／ 『 -Q ． ． 堕． I 1 一 30 B 2 两端GB l 4 5 - 5 9 f 1 6O l 0 0 f 4 l 5 ． 5 1 ．． l l ／ ，r 、1 J I r一 叶 I }． 一 j m 1 I 1 9 ． 5 ●● 8 。 1 8 图3 钻 2 m m底孔加长钻 表 1 接长钻J j n - r m艺 1 5 0 机床与液压 第 4 1卷 钻箱体 x I 轴 6 2 0 m m底孔至 西 1 8 m m，工艺装备 是 自制接长钻 ，如 图 4所示 。6 1 8 m m钻 头是用 标准 麻花钻头 l 8 ． 5 m m改制 ，钻头 以长度 为 2 5 m m配合 到刀 杆 上 ’，焊 接 时 刃 口部 分 不 能 退 火 ，刀 体 部 分 H R C 4 5 。刀杆柄 锥度 及 有关 要 求 与 图 3刀柄 部 分 相 同， 自制接长钻 加 工 工 艺 同 表 1 ，标 记 为 括 号 内尺 为 4 1 4 H 7 ／ g 6 定 位与 自制刀杆连接 ，用 铜为焊 料焊接 寸 。 一 6 ．3 I 一 1 4 9 ． 2 一 q l 0 3 I A I 塞 一 I 0 ．0 3 I l 一 3 0 ．5 卜 ． ￡ 目 n 0 一 。 一 ／昊 亏 【 I I 、 R 3 ． 0 0 I l g ． l l l l 超 ／ ／ l＼ ＼ ＼ J 、 J l 呻 I J 、。 ＼ ＼ ＼ 1 量 l l ． 1 l 厂 。 1 ／ ／ ／ 1 一 一 _ l l 2 5 一 - l I B 2 GBI 4 5 ．5 9 一 3 0 。 70 2 8 O 5 0 5 ． 5 1 图4 钻 6 2 0 m m底孔加长钻 2 刮 4 , 5 2 m m平面 ①刮刀杆设计 加长刮刀杆 如图 5所示 ，材料 4 5号 钢 ， H R C 4 2 ， 同轴度要求 ． 0 3 m m，刀杆柄锥度用莫氏5号锥度， 中心孔刮平面镗刀安装在 8 m m x 8 m m的方孔内。用 M 6螺 钉 ，从 轴 端 锁 紧 ，为 防 止 6 3 2 m m 刀 杆 影 响 4 , 2 0 m m孑 L 平面加工 ，方孔外侧 留有 2 m m。 自制加长 刮刀杆加工工艺如表 2所示 。 图 5 加长刮刀杆 表2 加长刮刀杆 j R - r a - 艺 序号名称 工序内容 序号名称 工序内容 1 热处理 下料后正火 9 铣 在矩形孑 L 位置内钻一 61 o孔 穿钼丝用 2 车 粗精留余量 1 0 钻 线切割矩形孔，面留余量 0 ． 0 5～ 0 ． 1 m m 3 热处理 渗碳 1 1 热处理 低温时效 4 车 去除碳层，各外圆留余量 0 ． 8 m m l 2 车 研磨中心孔 5热处理 淬火 1 3 磨 半精磨各外圆，留余量 0 ． 1 m m 6 车 研磨中心孔 1 4 钳 钳锉方孔至要求 7 磨 粗磨外圆，各外圆留0 ． 4 m m余量 1 5 镗 以矩形孔为基准，钻 、攻 M 6螺孔 8 钳 划线 1 6 磨 精磨外圆达要求 ②刮平面工艺改进 加长刮刀杆立体图如图6 所示 ，原工艺是扩一铰 后刮 x I 轴 6 5 2 m m平面时，致使铰好的孔拉毛和粗 糙度降低，不好装配，需人工打磨。经实践验证后， 将加工工艺 改成 先 刮 x I 轴 4 , 5 2 m m平 面 一 扩一 铰 ， 并改进了刀 杆装 刀 口方槽 尺 寸 ，由 1 0 m m x 1 0 m m，