帶偏心錐孔鎖定套的加工

■ 西安國水風電設備股份有限公司 （陜西西安 710038） 張玲玲 呂仲虎

在風力發(fā)電機組的鎖定裝置中，應用最為廣泛的一類鎖定套就是錐孔類零件，這種零件能較好地鎖定風機，但是其制作工藝相對復雜。為了保證零件在使用過程中的質量符合技術要求，需制訂一套合理、高效的加工工藝和加工方法。

1. 鎖定套尺寸

我公司生產(chǎn)的風力發(fā)電機組附件中，鎖定套的最大加工難度為11.31°偏心錐孔（見圖1），主要表現(xiàn)為錐孔與外圓3mm的偏心量及錐角偏差，以及錐孔表面粗糙度和硬度要求，成品檢測接觸面積60%以上，這些都不易保證。

2. 加工路線設計

該零件屬于回轉體工件，一般采用車床加工。但傳統(tǒng)的加工方法很難保證關鍵部位的技術要求，經(jīng)過反復實踐摸索，確定了如下工藝方案：毛坯鍛造→粗車→劃線→粗車偏心孔→調質→半精車外圓→鉆定位孔→精車偏心錐孔→表面淬火→磨偏心錐孔→檢驗→錐孔倒角→劃線→精車→銑腰形孔→鉗工打磨。

圖1 鎖定套工件成品尺寸

按以上工藝路線，既要保證錐孔尺寸和表面粗糙度，滿足60%以上接觸面積的要求，又要保證錐孔偏心量和相互位置關系。為此，必須設計專用的偏心夾具和鉆模工裝。

3. 專用偏心夾具及鉆模設計

偏心夾具的作用是為了滿足在普通臥式車床上加工偏心3mm的錐孔，按照常規(guī)的設計理念，通常使用工件大外圓與夾具的偏心內孔來完成配合定位，兩者均設定嚴格的尺寸公差來獲得較小的配合間隙，并且在鎖緊套端面的6個30°腰形孔中心位置預加工合適的定位孔，用于確定工件在夾具中的偏心位置并依靠螺釘壓緊工件。方法雖然簡單，但也存在一定的弊端，當工件較重并且定位基準的直徑較大時，緊密的配合間隙（0.02～0.03mm）使工件的定位和安裝都比較困難，尤其是從夾具上卸下工件時，需要使用頂絲等輔助工具，費時費力。操作者反饋很不滿意，急需改進偏心夾具的結構，并尋求一種快捷輕便的定位方法。

新設計采用基準轉換和一面兩銷的定位原理，首先利用工件自身的腰形孔特征，以大外圓為基準，使用鉆模定位預加工6個φ13H6工藝孔；偏心夾具的基本形狀保持不變，依舊將定位止口和在車床上裝夾的外圓設計成偏心狀態(tài)，不同之處在于適當加大定位止口的直徑尺寸，與工件大外圓保持0.1～0.2mm的配合間隙，既便于工件的裝卸，又可以起到輔助定位的作用。然后在夾具定位面上精確加工出和鎖定套偏心方向完全相同的6個φ13H6定位銷孔。工件外圓與夾具止口配合后，按十字線找正，位于偏心錐孔垂直十字線對點上的兩個銷孔用于鉸制孔螺栓定位，M12鉸制孔螺栓定位桿尺寸φ13h9，與φ13H6銷孔配合間隙0.02～0.03mm，可以滿足定位要求，另外4個φ13H6銷孔使用普通螺栓壓緊，確保裝夾牢固。工件與夾具對齊配合后，只需上緊和松開M12螺栓，即可完成工件的安裝和拆卸，定位精準而又輕松自如。

偏心夾具的制作要求比較嚴格，先使用車床加工外圓，再使用數(shù)控銑加工偏心3mm的定位止口，并以此為基準鉆鏜6個φ13H6定位銷孔，用于把合M12鉸制孔螺栓，確保尺寸公差和位置精度。夾具在使用時，僅需對齊鎖緊套與夾具的中心十字線，即可確定錐孔的偏心位置。

鉆模工裝用于保證6個φ13H6定位銷孔和4個M10螺紋孔的位置關系，提高生產(chǎn)效率，鉆模以鎖緊套外圓為定位基準，配合止口和鉆模底孔嚴格按照H6公差帶制作，采用車床加工外形、止口，小數(shù)控銑加工鉆模底孔，鑲鉆套，將定位銷孔的位置度誤差控制在0.02mm以內。

4. 加工步驟和工藝參數(shù)

加工設備選用C630臥式車床，采用專用偏心夾具和專用鉆模。工序安排如下所述。

1）外協(xié)鍛造，毛坯外形尺寸φ360mm×100mm，內孔φ120mm。

（3）結果：將藥材的總離子流圖與不同時間炮制品總離子流圖進行對比（圖12），可以總結出準噶爾烏頭在炮制不同時間的樣品中的變化情況，結合各單體的加熱結果，確定藥材在炮制過程中的產(chǎn)物。

2）鉆車零件正心內孔，粗車φ350mm、φ260mm外圓及端面，單邊留余量2.0～2.5mm。

3）在φ260mm端面劃偏心錐孔十字線及圓加工線。

4）粗加工偏心內孔，單動卡盤夾φ350mm外徑，按線找正，小刀架沿軸向旋轉11.3°粗車錐孔，預留2mm加工余量，測量壁厚，保證偏心量（3±0.2）mm。

5）外協(xié)調質處理，硬度230～260HBW。

6）夾φ260mm外徑，靠平找正，檢查調質后工件變形情況，精車大端面及φ350mm外圓至要求尺寸，將中心線引至φ350mm外圓，調頭，卡爪墊銅皮夾φ350mm外圓，精車φ260mm端面及外徑至圖2所示半精車尺寸，倒角。

圖2 工件半精車尺寸

7）上鉆模，以φ350mm外圓為基準，預加工6個φ13H6工藝孔，保證位置精度0.02mm，鉆4個M10底孔至要求尺寸，卸掉鉆模，手攻4處M10螺紋。

8）在車床上安裝偏心夾具，徑向圓跳動公差0.03mm，軸向圓跳動公差0.02mm，將工件裝入偏心夾具內，對正工件錐孔與夾具止口的水平十字線，垂直十字線對點兩孔用M12×70mm鉸制孔螺栓定位把合，其余4孔用普通螺栓把合。小刀架調整角度，精車偏心錐孔大端至φ（178±0.1）mm，保證錐角11.31°±0.1°，如圖3所示。

9）為預防熱處理變形，錐孔表面采用高頻淬火，淬火層深度2mm，硬度50～55HRC。

10）上平面磨床，以工件兩端面互為基準，先磨平左端面，再磨平右端面，兩端磨削量均為0.25mm，保證總長尺寸（90±0.1）mm。

內孔磨安裝偏心夾具，找正徑向圓跳動公差0.03mm，軸向圓跳動公差0.02mm，上緊工件后，精磨偏心錐孔，保證尺寸和表面粗糙度值Ra=1.6μm要求，以標準塞規(guī)涂色檢驗，達到接觸面積60%以上使用要求，暫不倒角。

11）取下工件，專用量具檢測錐孔尺寸和偏心量，不合格品及時返工。

12）測量合格后，上偏心夾具，倒錐孔大端圓角R2mm，小端倒角2mm×45°，注意先測量再倒角，否則無法準確測量錐孔尺寸。

13）鉗工劃線，將φ350mm外徑上的偏心十字線延伸至右端面并劃正心十字線，此十字線通過4處φ13H6定位孔的中心位置。

14）精車。夾φ350mm外徑，以大外圓和小頭端面為基準找正，徑向圓跳動公差0.02mm，軸向圓跳動公差0.01mm，精車臺階外圓至成品尺寸，按圖倒R2mm和20°角。

15）以大外圓左端面為基準墊等高墊鐵，按右端大面為基準找平，允差0.03mm，按中心十字線找正與機床X、Y軸重合；以大外圓為基準確定圓心，在φ300mm分度圓上以主視圖垂直十字線上端為起始點鉆6個φ17.5mm均布孔，換棒銑刀粗、精銑成6處腰形，注意旋向正確。

16）打磨腰形孔，棱邊尖角倒鈍。

5. 加工方法驗證

經(jīng)工藝試驗和批量加工，鎖定套利用以上工藝方法，并正確使用偏心夾具和鉆模工裝，能夠準確加工出偏心量3mm的錐孔，并保證偏心方向與腰形孔的位置關系，錐孔的形狀尺寸和表面粗糙度均達到了圖樣設計要求，用戶使用后非常滿意，至今無不良市場反饋。

圖3 工件的裝夾

6. 結語

工藝人員在編制加工方案時，需要對產(chǎn)品的設計及使用要求有全面了解，制定的工藝過程要合情合理，明確加工過程中的工藝基準和預留的加工余量。操作者在進行加工時，需要完全理解工藝內容和其中的要領，正確使用工裝夾具并熟練掌握裝夾和找正技巧，快速完成工件的定位，使工藝性及實用性都能夠滿足設計要求。同時使用專用的刀具和工具，規(guī)范操作流程，提高生產(chǎn)效率。