鏜削大型箱體孔系平行度誤差產(chǎn)生的原因與控制措施

■ 山東能源重型裝備制造集團(tuán)新汶分公司 （新泰 271222） 趙忠剛

鏜削大型箱體孔系平行度誤差產(chǎn)生的原因與控制措施

■ 山東能源重型裝備制造集團(tuán)新汶分公司 （新泰 271222） 趙忠剛

本文以鏜削液壓缸管座的圓弧面為主線，闡述了利用卡盤一次裝夾多件管座、鏜削圓弧面的方法，并敘述了相關(guān)配套的各備件制作時(shí)的注意事項(xiàng)以及鏜削管座圓弧面工裝應(yīng)用的注意事項(xiàng)。

公司常年加工各類礦用機(jī)械變速箱，部分箱體在龍門銑或刨床加工完兩側(cè)面后，再在鏜床上加工其各軸承孔，箱體孔系在鏜削完成后，很多質(zhì)檢人員往往只是注重測量各孔的孔徑和孔系的中心距，合格即可。筆者在鏜削完箱體孔系后測量孔中心距時(shí)，發(fā)現(xiàn)鏜削的大型箱體的同一對孔系兩端的中心距存在不一致的現(xiàn)象，這會(huì)導(dǎo)致箱體內(nèi)的齒輪在嚙合過程中發(fā)生嚙合不良，齒部受力不均的現(xiàn)象，在該類箱體使用過程中，將降低箱體內(nèi)軸承和齒輪的使用壽命。經(jīng)過對各類箱體在鏜床上加工過程的分析總結(jié)和試驗(yàn)，終于找到了導(dǎo)致該問題的原因，并摸索出了解決此類問題的方法。

1. 鏜削大型箱體孔系平行度誤差產(chǎn)生的原因

大型箱體在鏜床上鏜削其平行孔系時(shí)，箱體要在鏜床上有較大的橫向移動(dòng)，會(huì)發(fā)生箱體和工作臺(tái)合成重心偏離床身縱向?qū)к壍默F(xiàn)象，工作臺(tái)的縱向進(jìn)給是靠床身縱向絲杠的拖進(jìn)，工作臺(tái)縱向進(jìn)給絲杠亦偏離床身兩個(gè)導(dǎo)軌中心對稱線，且導(dǎo)軌存在著一定的間隙或磨損，箱體和工作臺(tái)必然會(huì)隨其重心的偏移而發(fā)生工作臺(tái)縱向運(yùn)行的角向漂移，進(jìn)而導(dǎo)致箱體孔系的平行度誤差。上述現(xiàn)象是鏜削大型箱體時(shí)各種方式都存在的問題。具體說來，鏜削大型箱體孔系平行度誤差產(chǎn)生的原因主要有以下五類情況。

（1）鏜床主軸帶動(dòng)刀頭旋轉(zhuǎn)，并做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用此種方式鏜削箱體孔系時(shí)，主軸懸伸的長度會(huì)隨著其進(jìn)給而不斷增大，其剛性會(huì)逐漸減弱，刀頭旋轉(zhuǎn)中心會(huì)發(fā)生隨主軸伸長而下垂的現(xiàn)象。如果所鏜的孔徑不同，所用的刀桿和刀頭就會(huì)不同，其質(zhì)量亦不同，必然導(dǎo)致刀頭旋轉(zhuǎn)中心在主軸伸出長度同等的條件下而發(fā)生下垂量不同的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致箱體被鏜孔系軸心線發(fā)生空間交叉而造成的不平行問題，并出現(xiàn)孔系平行度誤差的現(xiàn)象。

另外，還會(huì)發(fā)生鏜削后續(xù)孔系需要工作臺(tái)帶動(dòng)箱體橫向移動(dòng)，出現(xiàn)的箱體和工作臺(tái)共同重心偏離床身導(dǎo)軌而導(dǎo)致箱體隨工作臺(tái)發(fā)生上下偏移的現(xiàn)象，同時(shí)，還會(huì)因工作臺(tái)導(dǎo)軌磨損量不一致及箱體在工作臺(tái)上的偏置而出現(xiàn)箱體孔系軸心線發(fā)生空間扭轉(zhuǎn)的情況，并且還存在由于校對孔系中心距將工作臺(tái)左右移動(dòng)而導(dǎo)致工作臺(tái)偏載時(shí)發(fā)生的工作臺(tái)橫向?qū)к壗窍蚱频那闆r，進(jìn)而導(dǎo)致箱體孔系鏜削后出現(xiàn)平行度誤差的現(xiàn)象。

對于重心偏離床身縱向?qū)к壘嚯x較大和導(dǎo)軌間隙較大的情況，在每次鏜削另一組孔系時(shí)，有時(shí)為了退出刀桿需要先縱向退一下工作臺(tái)，再橫向移動(dòng)箱體，最后再縱向前進(jìn)一下工作臺(tái)，開始鏜孔。此時(shí)，工作臺(tái)會(huì)因其與箱體合成體的重心位移量與導(dǎo)軌偏離距離增大而發(fā)生水平面內(nèi)的角向偏移增大的現(xiàn)象，并導(dǎo)致箱體孔系鏜削的平行度誤差。

（2）鏜床主軸或平旋盤帶動(dòng)刀頭旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)帶動(dòng)箱體做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。該鏜削箱體孔系的方式中，刀頭的轉(zhuǎn)動(dòng)中心不變，所鏜孔系的軸心線高度一致。但是，鏜削第二組孔時(shí)，工作臺(tái)必須橫向移動(dòng)，使將被鏜削的孔系軸心線與刀頭回轉(zhuǎn)中心一致方可進(jìn)行鏜孔。此時(shí)，箱體隨工作臺(tái)的橫向移動(dòng)會(huì)發(fā)生重心偏離床身縱向?qū)к壍默F(xiàn)象，在鏜削過程中，當(dāng)工作臺(tái)帶動(dòng)箱體縱向進(jìn)給時(shí)，工作臺(tái)會(huì)發(fā)生水平面內(nèi)的角向漂移，導(dǎo)致所鏜孔系的軸心線發(fā)生不平行現(xiàn)象，從而導(dǎo)致所鏜箱體孔系的平行度誤差。

（3）鏜床主軸或平旋盤帶動(dòng)刀頭旋轉(zhuǎn)，主軸帶動(dòng)刀頭做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與工作臺(tái)帶動(dòng)箱體做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)交叉存在。

此種鏜削箱體孔系的方式發(fā)生孔系平行度誤差的原因更加復(fù)雜，除包含上述兩種情況外，還存在因每次主軸伸出量的不同而產(chǎn)生刀頭旋轉(zhuǎn)中心高度不同的可能，造成箱體孔系平行度誤差。

（4）鏜床主軸通過尾架帶動(dòng)鏜桿及刀頭旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)帶動(dòng)箱體做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。利用該種方式鏜削箱體孔系過程中，如果在鏜削同一組孔系的前后孔時(shí)，刀頭隨鏜桿發(fā)生縱向調(diào)整距離的變化，刀頭的旋轉(zhuǎn)中心會(huì)因主軸孔中心同尾架孔中心的軸心線與床身縱向?qū)к壍钠叫卸日`差而發(fā)生高度不等的現(xiàn)象，如果主軸移動(dòng)的距離不同，其刀頭旋轉(zhuǎn)中心就會(huì)發(fā)生變化，必然造成箱體鏜削孔系的平行度誤差。同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生第二類鏜削方式存在的問題。

（5）前三種情況下，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)180°進(jìn)行鏜孔。如果使用該種情況，箱體孔系平行度誤差產(chǎn)生的原因肯定最為復(fù)雜，除可能存在上述各種情況外，還會(huì)產(chǎn)生由于工作臺(tái)回轉(zhuǎn)180°偏差而引起的孔系鏜削誤差、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌的水平度偏差引起的孔系鏜削誤差及校正已加工孔發(fā)生的孔心偏差引起的箱體孔系鏜削誤差。

除以上五類情況外，由于所鏜削箱體的孔系軸心線高度不同而需調(diào)整主軸箱高度時(shí)，因主軸箱導(dǎo)軌及楔鐵與床身立向?qū)к壞p量不同使主軸箱在不同高度鎖緊后，主軸旋轉(zhuǎn)中心線隨主軸箱高度的變化而產(chǎn)生其與立向?qū)к壌怪倍绕盍坎煌?、與床身縱向?qū)к壠叫卸炔灰恢碌碾[患，從而導(dǎo)致鏜削箱體孔系平行度誤差。

2. 鏜削大型箱體孔系平行度產(chǎn)生誤差的控制措施

通過對各類方式鏜削大型箱體孔系平行度產(chǎn)生誤差原因的綜合分析總結(jié)，控制誤差的措施有以下幾個(gè)：

（1）利用主軸旋轉(zhuǎn)并進(jìn)給鏜削箱體孔系時(shí)，最好是在刀頭和刀桿重量不變，且伸出長度一致的情況下。

（2）當(dāng)床身縱向?qū)к壟c楔鐵間隙較大或磨損不一致時(shí)，盡量不使用鏜床主軸或平旋盤帶動(dòng)刀頭旋轉(zhuǎn)，而采用工作臺(tái)帶動(dòng)箱體做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來鏜削孔系的方式。

（3）如果由于箱體孔系較長，確需鏜床主軸或平旋盤帶動(dòng)刀頭旋轉(zhuǎn)而主軸帶動(dòng)刀頭做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，與工作臺(tái)帶動(dòng)箱體做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)交叉存在情況下，鏜削箱體平行孔系時(shí)，盡量在鏜削每一孔系時(shí)，使主軸伸出長度一致，使工作臺(tái)縱向停止的位置一致。

（4）利用鏜床主軸通過尾架帶動(dòng)鏜桿及刀頭旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)帶動(dòng)箱體做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏜削箱體平行孔系時(shí)，必須校正鏜桿旋轉(zhuǎn)中心線與床身縱向?qū)к壠叫谢虮M量不使鏜桿發(fā)生縱向的距離調(diào)整。

（5）為提高加工效率或是特大型箱體，確需通過工作臺(tái)回轉(zhuǎn)180°進(jìn)行鏜削箱體平行孔系時(shí)，如果其回轉(zhuǎn)精度不準(zhǔn)確，必須校正箱體裝夾時(shí)初次校正的那個(gè)平面的平行度或垂直度，確保基準(zhǔn)統(tǒng)一，減小誤差。對于工作臺(tái)回轉(zhuǎn)后發(fā)生在水平面內(nèi)較大起伏的情形，不可采取該類發(fā)生鏜削箱體的平行孔系。

（6）主軸箱立向?qū)к壞p嚴(yán)重時(shí)，不可利用該設(shè)備對孔系中心線高度不一致的箱體進(jìn)行鏜削。

（7）當(dāng)工作臺(tái)帶動(dòng)箱體在偏載嚴(yán)重的情況下，需鏜孔進(jìn)行橫向移動(dòng)時(shí)，盡量使工作臺(tái)向同一個(gè)方向橫向移動(dòng)，使工作臺(tái)橫向?qū)к壍馁N合面在鏜削箱體每個(gè)孔時(shí)保持一致，減小工作臺(tái)角向漂移量，對于特大型箱體，有必要增加輔助支撐，使箱體中心面盡量與初始鏜削孔時(shí)保持一致，以減小鏜削箱體孔系的平行度的誤差。

另外，還有一種容易忽視的情況。如附圖所示，a圖表示箱體及工作臺(tái)在床身縱向?qū)к壷虚g部位，b圖表示箱體隨工作臺(tái)在橫向上左偏，c圖表示箱體隨工作臺(tái)在橫向上右偏。不論箱體隨工作臺(tái)在橫向上左偏還是右偏，都會(huì)使工作臺(tái)在縱向移動(dòng)，在水平面方向內(nèi)發(fā)生相反方向的角向偏移，造成箱體兩端的孔系中心距發(fā)生隨主軸刀頭伸出量增大而變小的現(xiàn)象，此時(shí)只要將工作臺(tái)縱向進(jìn)給后再反向搖動(dòng)一下手輪，使箱體都與a圖所示狀態(tài)為止，也可以用主軸回轉(zhuǎn)校正一下箱體的軸孔端面。

箱體工作臺(tái)在不同位置的偏移圖示1.工作臺(tái) 2.縱向?qū)к?3.箱體

3. 結(jié)語

通過分析鏜削大型箱體孔系平行度誤差產(chǎn)生的原因，可以較好地掌握控制其各類鏜削方式下產(chǎn)生的誤差，必然能將箱體鏜削孔系的誤差控制在要求的范圍內(nèi)，本文的分析對數(shù)控加工中心鏜削箱體孔系也有較好的參考價(jià)值。

20150825）