控制杆锥孔加工的快捷方法

罗运才

摘 要：文章主要论述了提高地铁线上控制杆零件加工质量的车床夹具工装设计与制造，根据实际出现的问题，分析对策，并进行了改良设计。

关键词：车床夹具；工装设计；锥孔加工；工艺改进

1 存在问题的产生原因分析

控制杆其材料材质为42CrMo的锻件，主要加工端面及孔系其尺寸公差与配合精度均要求比较高，主要尺寸如图1所示：

（1）在普通C630型车床，用四瓜卡盘夹持工件找正并夹紧，由于卡盘瓜夹持在毛坯面上且毛坯面还是一个拔楔斜度不大于60的斜面上，卡爪与工件完全是点接触，车锥孔时完全属于偏心加工，而且偏心距很大，锥孔外处毛坯也是一个斜面，且与基础面A的反面B面相差50mm，四个卡爪夹持面与工件完全都是点接触，夹紧力没有很大，造成夹不紧，工件旋转起来会产生很大的离心力，这样在车削加工过程中工件极易发生晃动，导致车刀断裂工件报废。

（2）由于控制杆零件Φ38+0.039的锥孔的尺寸公差精度，相对于Φ70+0.03孔的中心距和基准面A的垂直度要求都相当高，使用四爪卡盘夹持工件并找正时，由于属于偏心加工，偏心距大且要求高，卡爪夹紧力都在某点上，夹紧力小，往往会发生工件颤抖或松动，稍有不慎，工件掉落砸伤导轨砸伤工件，费时又费力，锥度尺寸要求高，不易保证，进而出现不良次品、废品的加工质量问题，甚至发生工件飞出等严重安全事故。

2 车削夹具创新设计制造

为了彻底解决工序五车削锥孔时夹紧力大小不易掌握控制，两孔之间的中心距大且要求高，还与基准面A的垂直度要求，而产生的加工件尺寸公差超差、工件颤抖或松动挤碎车刀及工件飞出的加工质量问题，使之能用普通C630型车床加工出质量合格的控制杆零件，通过对原有的加工工艺流程进行研究分析，最终设计和制造出了工序五中控制杆零件专用新型车削夹具，该新型车削夹具有效改进了以往装夹工件不牢靠的缺陷，而且还能够精准定位工件，其结构主要由控制杆车工装底板、定位件和和很多零部件组装而成，如图2。

控制板车工装底板上两定位孔的精准位置是先在门机上加工Φ72+0.05孔以后移动相应的位置预车Φ38锥孔的定位孔完后，把定位心轴1插入Φ72孔中，把辅助测量棒插入Φ38锥孔的定位孔，用千分尺测量定位心轴与辅助测量棒外圆之间的距离，如果测得的读数等于两孔中心距加上定位心轴半径与辅助测量棒半径之和，则定位孔位置准确。如果有偏差，则需再调试、再检测，经过反复几次地调试、检测，最终达到其图纸所需求的尺寸，从而达到Φ38锥孔的定位孔Φ43+0.025的尺寸，和与之相配合定位心轴4的相关尺寸，通过工装底板与5件零件的组装保证了大小孔中心距的要求。

控制杆大、小孔在加工时的定位，是以大头内孔和小头工艺凸台端面（辅助基准）定位，在加工过程中工序均采用，定位基准统一，容易保证精度，简化夹具结构，夹紧力作用在大小端面上，在车削锥孔时切削力和夹紧力的方向一致，使工件可靠地支承在主要基面上，安装刚性好，稳定可靠，从而减小了大、小头孔轴线的平行度在垂直平面的平行度误差，从而达到图中要求。

控制杆在夹具上装夹后，属偏心工件，会产生一面重，一面轻的现象，如不校平衡便车削，则工件在加工中受到惯性和离心力的作用，必将影响加工精度，使车出的孔或外圆不圆整。而且由于回转不匀，还会损坏机床和影响操作安全，所以我们装夹校正好工件后，需利用轻重块对工件与夹具的轻重平衡进行校正。校正的方法是把车头箱手柄扳到空档位置，用手拨动夹具，慢慢旋转，使重的一面停在下面的位置，我们在此位置的相应面加上轻重块，或将原有的轻重块沿夹具平面向外移动一些，如有差异，可做适当调整，直到夹具在任意位置都能停下来，就可以了。

在刚开始车削时，车速一般较低，随后可根据加工情况逐渐加快，但又不宜过快，否则由于离心力的影响，将增加工件加工误差，甚至甩出工件发生事故。

控制杆零件工序五车专用新型车削夹具设计制造取得成功后，有效缩短了零件加工过程中的装夹、找正时间。控制杆零件专用新型车削夹具的投入应用后，不仅使得工件平行度、平面度、两孔的中心距、垂直度、及表面粗糙度均达到了技术条件要求，而且还大大提高了零件的加工效率，有效保障了加工过程中各个工序环节及各部位加工尺寸的精准度和稳定性，提高了生产零件加工质量，彻底杜绝了因为工件松动造成挤碎车刀及工件飞出的危险现象。

3 结论

控制杆零件专用新型车削夹具的设计与制造的成功，经过几个月生产实际运用证明，该项新型车削夹具设计制造成功，是具有相当高科技含量的自主创新产物。在產品加工制造过程中，该新型车削夹具，确确实实做到了工件装夹方便实用，定位准确可靠，夹紧力很容易控制，而且夹紧工件牢固可靠。自从控制杆零件新型车削夹具投入使用后收到了以下成效：

（1）稳定提高了产品加工质量，使其全部满足了产品图纸规定的技术要求。

（2）节省了装夹、加工找正的时间。

（3）提高了生产效率25%以上，降低了生产成本。

（4）探索创新扩展丰富了车床用夹具的形式和种类。

（5）促进并加快了生产流程的更加顺畅快捷。

参考文献

[1]车工实践[M].上海人民出版社，1971，9.

[2]车工基础技术[M].北京先锋印刷厂，1996，11.

[3]车工技师手册[M].机械工业出版社，1998，3.

[4]车工工艺学[M].中国劳动出版社，1991，2.