數(shù)控技能大賽的絕技：軸套三組合件的加工

1序言軸套組合件是由螺紋配合、圓錐配合、圓柱配合和偏心配合等組成的零件，在技能競賽和考試中常常會遇到。在數(shù)控車床上對組合件進行加工時，要求操作者必須具備某些特殊的技術(shù)以及扎實的基本功，因此是一種加工難度較大的技術(shù)。圖1所示軸套三組合件是由心軸、偏心錐軸和連接錐套3個零件裝配組合而成的，為了保證各零件能夠順利組裝，在加工過程中必須符合圖樣尺寸精度和組合技術(shù)要求。當(dāng)工藝和工序設(shè)計得不合理時，一是將直接影響零件的尺寸精度和裝配效果，甚至造成一些零件無法加工；二是會增加輔助時間，導(dǎo)致無法在規(guī)定時間內(nèi)完成加工組合工作。因此，在組合件加工前，不僅要考慮單個零件尺寸精度和幾何公差達到圖樣要求，而且應(yīng)保證滿足組裝技術(shù)要求以及工藝路線的連貫性。所以，加工前的工藝分析和對各零件之間的配合關(guān)系進行分析是關(guān)鍵，只有充分分析影響加工和精度的各種因素，并采取相應(yīng)措施，設(shè)計出合理的加工工藝，才能確保該組合件的順利加工和組裝。2軸套三組合件加工工藝分析首先快速讀圖，分析圖樣，根據(jù)毛坯尺寸檢查和分配好坯料；根據(jù)圖樣分析組合件各零件的配合類型和技術(shù)要求，通過工藝分析，判斷此組合件的加工難點和關(guān)鍵技術(shù)，確定配合基準；擬定各零件的加工順序，設(shè)計出一條最優(yōu)的加工工藝路線。具體分析如下。1）首先看組裝圖（見圖2），此組合套由心軸、偏心錐軸和連接錐套3件組成，根據(jù)毛坯材料尺寸進行分析，心軸使用φ65mm×150mm坯料，偏心錐軸使用φ85mm×95mm坯料，連接錐套使用φ85mm×105mm坯料。2）軸套三組合包含了圓弧配合、偏心配合、錐度配合和螺紋配合，心軸與偏心錐軸錐度配合以及連接錐套與心軸圓弧配合的接觸面積≥70%，組合后偏心錐軸臺階端面距離連接錐套左端面（1±0.05）mm，連接錐套左端與心軸圓弧配合后總長134mm。連接錐套右端與心軸、偏心錐軸左端配合后總長188mm，且偏心錐軸與連接錐套左端配合間隙為0.05mm，該組合件的尺寸精度要求高，且所有尺寸精度和幾何公差要求嚴格，各組成部件如圖3～圖5所示，共有5項形位要求。圖1軸套三組合件

圖2軸套三組合組裝圖圖3心軸3）根據(jù)以上技術(shù)要求及先外后內(nèi)的加工原則，確定心軸的外輪廓各面為連接錐套內(nèi)圓弧配合基準，心軸的外螺紋為偏心錐軸內(nèi)螺紋的配合基準。確定了偏心錐軸的外錐及偏心為連接錐套的錐度和偏心的配合基準。加工工藝路線為：車削心軸全部尺寸切斷→加工偏心錐軸左端及內(nèi)螺紋→心軸切斷處倒角→車偏心錐軸右部分→車連接錐套右端→車連接錐套左端→檢驗。實踐證明，此加工順序比較合理。3組合件加工難點及應(yīng)對措施3.1心軸如圖3所示，左端外圓柱中心軸線與右端內(nèi)圓基準A同軸度誤差≤0.03mm。針對該零件幾何公差的要求，采用一次裝夾，以工件左端為夾持位置，“一刀車出”外輪廓及各個配合尺寸至圖樣和裝配要求。3.2偏心錐軸如圖4所示，對于偏心錐軸有較高的尺寸精度要求，有偏心配合要求，左端內(nèi)圓止口軸線與外圓軸線基準B要求同軸度誤差≤0.03mm，其右端面相對外圓軸線基準B垂直度誤差≤0.04mm。解決夾持位置和幾何公差要求問題是關(guān)鍵，故先加工左端止口、內(nèi)螺紋及外輪廓，采用一次裝夾，完成外輪廓全部尺寸，預(yù)留右端外錐面及偏心的余量。然后調(diào)頭，借助心軸多余的料頭，做1個外螺紋輔助接頭與左端內(nèi)螺紋配合定心，定長度、車外圓錐與偏心，這樣既保證了幾何公差，又解決了偏心不好裝夾的難題。圖4偏心錐軸3.3連接錐套如圖5所示，φ82-0/-0.054mm外圓軸線相對φ8-0/-0.03mm軸線C基準同軸度誤差≤0.03mm；R29+0.03/+0mm內(nèi)圓弧表面相對φ80-0/-0.03mm軸線C基準的跳動誤差≤0.025mm。車右端內(nèi)圓弧、外輪廓及基準C全部達到設(shè)計尺寸要求。圖5連接錐套調(diào)頭加工左端偏心時，包紫銅皮裝夾、校正φ80-0/-0.03mm外圓，定總長；車內(nèi)圓錐和端面槽，最后車偏心。4零件的加工工序設(shè)計通過分析裝配圖與加工圖樣，擬定軸套三組合件加工工序如下。（1）心軸坯料尺寸φ65mm×150mm，包括輔助料頭。加工工藝流程：平端面→鉆φ10mm孔、深110mm→鉆φ20mm孔、深70mm→鉆φ24mm孔、深60mm→粗、精車外圓輪廓→粗、精車外螺紋→粗、精車內(nèi)孔→定總長、切斷（全部尺寸車好后）→檢驗。（2）偏心錐軸坯料尺寸φ85mm×95mm。加工工藝流程：平端面→鉆φ24mm通孔→粗、精車左端外輪廓→切外圓槽→粗、精車內(nèi)輪廓→切內(nèi)螺紋退刀槽→粗、精車內(nèi)螺紋→車輔助外螺紋連接頭→與偏心錐軸左端內(nèi)螺紋配作→定總長→粗、精車右端外圓錐→粗、精車內(nèi)孔→車偏心→檢驗。（3）連接錐套坯料尺寸φ85mm×105mm。加工工藝流程：平端面→鉆φ24mm通孔→粗、精車右端外輪廓及外圓基準C→切外圓槽→車端面止口→粗、精車內(nèi)輪廓→調(diào)頭、定總長→車右端端面槽→車偏心→總組裝→檢驗。5軸套三組合件的工藝實施為了使組合件的加工在規(guī)定時間內(nèi)得以順利完成，需通過工藝分析、擬定合理的加工方法以及設(shè)計切實可行的工序、工步，達到減少機床調(diào)整次數(shù)、提高刀具壽命以及便于檢測配合等目的。為了提高加工效率和組裝質(zhì)量，在考慮幾何公差和夾持位置的情況下，靈活運用“一刀車出”和利用輔助料頭螺紋配合，可直接減少裝夾次數(shù)，從而保證各環(huán)節(jié)高效、順利完成。下面以軸套三組合件中偏心錐軸為例，介紹其工藝實施過程。1）三爪自定心卡盤裝夾φ85mm×95mm坯料，夾持長度10mm左右，平端面。2）用φ24mm中心鉆鉆通孔。3）粗、精車左端外輪廓尺寸，裝夾如圖6所示，采用“一刀車出”的方法。利用正、反兩把外圓偏刀完成粗、精車左端至右端外輪廓的加工，保證外圓尺寸φ82+0.045/+0mm、φ70.57mm，長度尺寸7.8mm、23mm和4mm以及圓弧尺寸R2mm、R3mm兩處、R4mm和R41mm。圖6偏心錐軸的裝夾4）切外圓槽。用3mm寬外圓切槽刀切左端外圓槽，保證長度尺寸14.5mm、20.5mm、26.5mm及其外圓尺寸φ70+0/-0.045mm、φ62mm。5）粗、精車內(nèi)輪廓，保證內(nèi)孔尺寸φ74+0.03/+0mm、φ46.5mm（M48×1.5mm內(nèi)螺紋底孔）、φ30mm及其長度尺寸3-0.05/-0.10mm、55mm?？紤]配合，要求內(nèi)孔尺寸取上偏差，表面粗糙度值Ra＜3.2μm。6）用3mm寬內(nèi)孔切槽刀切左端內(nèi)螺紋退刀槽，保證槽寬尺寸4mm×3mm。7）粗、精車內(nèi)螺紋，用M48×1.5mm的內(nèi)螺紋環(huán)規(guī)檢驗。此時可以用心軸外螺紋配合檢驗。8）利用心軸多余的坯料車M48×1.5mm外螺紋輔助接頭，保證螺紋長度＞36mm。9）與偏心錐軸內(nèi)螺紋調(diào)頭配作，如圖7所示。用百分表檢驗φ82+0.045/+0mm外圓，使其徑向圓跳動＜0.01mm，軸向圓跳動＜0.02mm。粗、精車端面，保證總長度尺寸（90±0.045）mm。圖7偏心錐軸調(diào)頭配作10）粗、精車右端外圓錐，保證尺寸φ82+0.045/+0mm、φ35mm，長度尺寸16+0.05/+0mm、12-0.05/-0.10mm及其錐度。11）粗、精車右端內(nèi)孔，保證內(nèi)孔尺寸φ26+0.03/+0mm、35mm。12）松卡爪，車偏心距為（1.5±0.025）mm的φ32-0.025/-0.050mm偏心，墊厚為2.25mm的偏心墊片，外圓夾持長度不宜超過10mm，用杠桿百分表打右端面，使其軸向圓跳動＜0.01mm，保證軸向圓跳動以及偏心的位置要求，粗、精車偏心至圖樣要求。需