CA6140車床大修大拖板的“三、四裝夾定位法”

張淑玲

(唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北唐山063020)

CA6140車床大修大拖板是必須精刨的工作之一。大拖板是車床上的一個重要的移動部件。它的底面有平導(dǎo)軌和V形導(dǎo)軌，與床身導(dǎo)軌相配合，可沿床身導(dǎo)軌作縱向直線運動。它的上面有兩條燕尾導(dǎo)軌，供中拖板橫向直線運動。大拖板的材料為灰口鑄鐵，形狀復(fù)雜，外形呈工字形，機床經(jīng)過一定時期的使用，各導(dǎo)軌面都有不同程度的磨損，在離卡盤近的導(dǎo)軌磨損最嚴(yán)重，離卡盤遠的導(dǎo)軌磨損小，近導(dǎo)軌磨損的深度是遠導(dǎo)軌磨損深度的2～6倍。刨削加工時，需把磨損面刨平為止。一般情況所需加工量(深度)，在0.3～1 mm之間(導(dǎo)軌面需要粘導(dǎo)軌帶或?qū)к壈宓某?。由于大拖板的剛性較差，外形又復(fù)雜，精度要求高，因此在加工過程中若裝夾不合理極容易變形。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，某單位從1970年開始大修機床，平均每年大修各種機床52臺，其中車床占70%。40年來，在加工的各種型號的大拖板中，大拖板底面平導(dǎo)軌與V形導(dǎo)軌的扭曲度有65%超標(biāo)，一般情況都在0.15～0.25 mm之間，差的多的在0.3 mm左右，而CA6140標(biāo)準(zhǔn)是全長上要求不得大于0.1 mm。因此如何正確選擇定位基準(zhǔn)和裝夾方法，如何合理安排各工步的先后順序，就成了加工大拖板保證其相互位置精度的關(guān)鍵。

1 定位基準(zhǔn)

通過讀圖，大拖板各水平表面的尺寸標(biāo)注，都是以底面決定的，所以底面應(yīng)是大拖板的設(shè)計基準(zhǔn)。當(dāng)以底面為定位基準(zhǔn)加工上面時，定位基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)重合，減少了定位誤差?？梢员ＷC較高的加工精度。對于大拖板燕尾導(dǎo)軌的頂面，是以底面為定位基準(zhǔn)加工的，在車床的使用過程中，因該面不是滑動面，因而沒有磨損;又由于大拖板與拖板箱之間有齒輪嚙合，結(jié)合面去除余量的多少，關(guān)系到齒輪嚙合的松緊，所以應(yīng)先以燕尾頂面為定位基準(zhǔn)進行加工，可以保證拖板箱結(jié)合面加工余量去除的最少，進而保證良好的齒輪傳動。所以在開始加工時，應(yīng)先以燕尾頂面為定位基準(zhǔn)，最終加工時應(yīng)以底面為定位基準(zhǔn)。

2 “四、四裝夾定位法”

因大拖板外形非常獨特，80%成H形狀，剛性較差，裝夾不當(dāng)時非常容易變形，使它的扭曲度超標(biāo)。在以往的裝夾過程中，通常采用四、四裝夾定位法。四、四裝夾定位法是:刨削大拖板上面的燕尾導(dǎo)軌時用4個墊塊，兩種等高塊，兩高兩低，分別墊在底面拖板箱結(jié)合面、底面平導(dǎo)軌壓板結(jié)合面上。如圖1墊塊1、2、3、4(這兩個面沒有磨損是原始面)。刨底面導(dǎo)軌時，用4個等高塊墊在已加工好的燕尾平導(dǎo)軌上，墊塊5、6、7、8。稱為“四、四裝夾定位法”。這種延續(xù)下來做法的最大缺點是燕尾兩平導(dǎo)軌的平行度和底面平導(dǎo)軌與V形導(dǎo)軌的平行度誤差很大，鉗工刮研的強度很大。

根據(jù)調(diào)查同一臺龍門刨床從70年代至2005年刨出的大拖板以CA6140為例，燕尾兩平面導(dǎo)軌的平行度最好是0.15 mm，最差的是0.28 mm。底面平導(dǎo)軌與V形導(dǎo)軌的平行度最好的是0.22 mm。因此，為了提高維修大拖板的加工精度，通過仔細分析四、四裝卡定位法，找到了其誤差大的原因是因為拖板箱結(jié)合面在組裝時為了保證齒輪的嚙合，一般二次加工過，所以與底面的平導(dǎo)軌壓板結(jié)合面沒有圖紙上標(biāo)注的固定值，所以沒有專用的固定墊塊，刨削加工時，以燕尾頂面找正時(燕尾頂面沒有磨損是原始面)都要在高墊塊或低墊塊上墊些薄墊鐵和銅皮，而它們之間不一定是緊密接觸，可能有一定的間隙，這樣，在裝卡壓緊時，可能產(chǎn)生微量位移，而對于4個墊塊來說，不可能產(chǎn)生相同的位移量，所以就產(chǎn)生了扭曲變形。大拖板卸下后恢復(fù)原狀，造成了平行度誤差。

3 “三、四裝夾定位法”

為了減小平行度誤差，分析大拖板圖紙，大拖板的設(shè)計基準(zhǔn)是底面，用底面上沒有磨損的面做定位基準(zhǔn)，符合設(shè)計與定位重合。為最大限度地減小裝卡時產(chǎn)生的位移。根據(jù)三點可確定一個平面的原理，在刨削上面燕尾導(dǎo)軌時，將底面的4個墊塊去掉一塊，用3塊墊鐵，如圖1。把3、4墊塊去掉，用A墊塊墊在燕尾中線下的拖板箱結(jié)合面上，由于有1、2等高墊塊，所以為了存在較好的平衡狀態(tài)，將A墊塊墊在燕尾導(dǎo)軌的中線下方，這樣也是為了便于裝卡拖板。在裝夾定位時應(yīng)特別注意幾點，首先在開始用1、2，A架起大拖板時必須燕尾頂面1、2端比A端要高些，這樣才能總在A墊鐵上加墊薄墊鐵和銅皮;其次是1、2墊鐵必須等高，沒有飛刺，大拖板平導(dǎo)軌壓板結(jié)合面也必須擦干凈銼平?jīng)]有飛刺，這樣產(chǎn)生的位移只有A墊塊一處而且是這半部全部位移，這樣就減小了扭曲變形，也就減小了平行度數(shù)值。加工平導(dǎo)軌和V形導(dǎo)軌的裝夾法沒有改變，仍是用四塊墊鐵，不同的是壓拖板的壓板的寬度是“四、四裝夾法”壓板的1/2。這樣就減小了壓板本身產(chǎn)生的力矩。

4 注意事項

(1)在裝夾定位時，把大拖板燕尾頂面與工作臺貼實，使0.02 mm塞尺不能夠通過。

(2)壓板的位置布局要合理，不應(yīng)妨礙刀具的運動，壓板最好不壓在待加工面上，以防變換壓板位置面引起的變形。

(3)為了提高加工時的穩(wěn)定性，墊塊的位置要在燕尾頂面寬度的范圍內(nèi);壓板應(yīng)當(dāng)靠近平導(dǎo)軌，但至少要有50 mm空隙，讓刀具通過。

(4)為防止刨削時拖板顫動，拖板找平找正后，三根螺栓用扭力搬手?jǐn)Q緊一樣的力，經(jīng)試驗，小于100 N拖板顫動大;大于120 N拖板變形大;當(dāng)為110 N時，拖板既顫動不大，變形也不大。

5 驗證

按上述裝夾好后，用2塊百分表頂在拖板箱結(jié)合面兩邊，兩塊百分表不能在后定位點同側(cè)。先把切削深度定在0.2 mm時實驗。開動機床刨燕尾導(dǎo)軌的平導(dǎo)軌，兩邊百分表讀數(shù)如下:刀具這邊+0.026 mm，另一邊-0.019 mm;再增加切削深度為 0.3 mm，共計 0.5 mm，百分表讀數(shù)如下:刀具這邊 +0.032 mm，另一邊 -0.02 mm;最后光刀，切削深度為0.1 mm，百分表讀數(shù)如下:刀具這邊+0.008 mm，另一邊表針沒動。上面燕尾導(dǎo)軌加工好后，翻過來刨下面平導(dǎo)軌和V形導(dǎo)軌。CA6140拖板長度575 mm，燕尾平面導(dǎo)軌寬度179 mm，它們的比為 3 .3∶1。刨平導(dǎo)軌和V形導(dǎo)軌的裝夾法沒有改變，仍是用四塊等高墊鐵架在燕尾平導(dǎo)軌上，這樣下面導(dǎo)軌與V形導(dǎo)軌的扭曲度就受燕尾兩個平導(dǎo)軌扭曲度的影響。從理論上說，燕尾兩平導(dǎo)軌扭曲度差1，下面平導(dǎo)軌與V形導(dǎo)軌的扭曲度為3.3。所以，所刨拖板平導(dǎo)軌與V形導(dǎo)軌的扭曲度為0.008 ×3.3=0.0264 mm。拖板全部刨好后，測量實際扭曲度為0.09 mm。

6 結(jié)語

經(jīng)調(diào)查，按此方法大修大拖板，某單位在近三年的時間內(nèi)，刨削各種型號的拖板68件，其中扭曲度在要求以內(nèi)的56件，超標(biāo)的12件，超標(biāo)的從65%降到18%。按原來“四、四裝夾法”刨出的CA6140大拖板，鉗工刮研最少需要三天，后采用“三、四裝夾法”的新裝夾方法后，鉗工刮研可以兩天完成。綜上所述，在機床大修行業(yè)中，用普通刨床刨拖板時，采用三點定位比較合理。