如何保證中心孔的深度一致

錢 洪

(湖北華博三六電機(jī)有限公司，湖北咸寧 437000)

中心孔是軸類工件加工的定位基準(zhǔn)，在普通車床時代，一般對中心孔的要求僅是有一定深度和表面粗糙度，就可以完成軸類的加工。一般操作是一根軸夾在車床后，工人會在基準(zhǔn)位置對刀，再根據(jù)圖紙要求加工出各段，如此重復(fù)，將一批軸加工完畢。從中可以看出工人在操作中對每一根軸都有一個對刀操作，再按圖紙要求加工，從而不管中心孔深度是否一致，都可以保證每根軸的尺寸是一致的。但隨著數(shù)控車床的普及，數(shù)控車床是依靠程序來對軸類進(jìn)行加工的。當(dāng)?shù)谝桓S放上車床，進(jìn)行對刀操作后，刀具參數(shù)就被確定下來，在之后的操作中，不可能象普通車床一樣，每換上一根軸就又對一次刀，那樣就無效率可言了，所以所有上車床的軸均在這個參數(shù)控制下被加工。顯然，如果各軸的中心孔深度不一樣，前面的刀具參數(shù)對它就不適用，加工出的零件也不一樣。為了保證每根軸尺寸的一致，就必須要求每根軸的中心孔深度是一樣的，所以如何保證中心孔深度的一致就值得研究了。

1 現(xiàn)狀

目前打中心孔工序有專用的機(jī)床，而且一般機(jī)床都是把銑端面和打中心孔兩個加工內(nèi)容綜合在一臺設(shè)備上進(jìn)行，這就是人們常說的“銑面打孔”機(jī)床。目前用得較多的是長城機(jī)床廠生產(chǎn)的Z8210機(jī)床，有普通和數(shù)控之分。由于數(shù)控是發(fā)展趨勢，所以本研究的過程和結(jié)果均是在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行的，當(dāng)明白了其中的道理后也可在普通機(jī)床上靈活運(yùn)用。

為了便于說明，先附上Z8210工作簡圖，見圖1。該機(jī)床工作過程是這樣的:通過兩個支撐點(diǎn)和左邊的定位點(diǎn)將軸定位，通過兩液壓點(diǎn)將軸夾緊。兩邊同時銑端面，打中心孔。液壓夾緊和松開通過一個腳踏開關(guān)控制。其對刀過程是這樣的:軸定位夾緊后，開動左邊機(jī)床，左端面銑刀盤旋轉(zhuǎn)。在手動或手輪模式下(通過數(shù)控面板操作)，將銑刀盤輕輕接觸工件表面后，不動，在刀補(bǔ)欄的001刀位輸入“Z0.”，按“input”鍵，則端面銑Z方向刀補(bǔ)自動生成。再將銑刀盤往下移，直到刀盤的上部下移到軸的下部約8 mm處(見圖2)，不動，在刀補(bǔ)欄的 001 刀位輸入“X0.”，按“input”鍵，則端面銑X方向刀補(bǔ)自動生成，如此端面銑對刀完畢。將中心鉆移到與軸端面輕輕接觸(見圖3)，不動，在刀補(bǔ)欄的002 刀位輸入“Z0.”，按“input”鍵，則中心鉆Z方向刀補(bǔ)自動生成。中心鉆的X方向刀補(bǔ)在設(shè)備調(diào)好后就不再改變，所以要記住這個數(shù)字，以便在中心孔鉆偏的時候核對此數(shù)字的正確與否，平時是不進(jìn)行中心鉆的X方向?qū)Φ恫僮鞯摹＿@樣左邊刀具對刀完畢。同樣操作把右邊兩把刀對好就可以試加工了。

2 分析

從以上操作中可以看出，如果對刀之后不再有刀具參數(shù)的改變，那么加工出來的一批軸中，可以認(rèn)為中心孔深度是一樣的。但如果加工途中，中心鉆斷了，就要重新裝一支，并且還要把中心鉆對一次刀，這就很難保證這次的刀具參數(shù)與上一次的完全相同，也就不能保證同一規(guī)格軸的中心孔的一致性。雖說理論上可以調(diào)整刀補(bǔ)值或程序值進(jìn)行修正，但又能通過什么手段來證明前后的中心孔是一樣的呢?測量嗎?如何測量?測量就沒有誤差嗎?等等問題都來了。再一種情況，如果在加工某一規(guī)格的軸中插入了其他規(guī)格軸的加工，那前后兩批軸都會分別執(zhí)行對刀操作，也是不能保證兩次對刀是完全相同的，同樣也就不能保證中心孔深度一致。如此看來，如何保證任何情況下刀具參數(shù)的一致才是保證中心孔一致的關(guān)鍵所在。

3 方案

解決思路從兩個方面出發(fā):一是保證每次裝刀的位置一致;二是減小或消除對刀誤差。解決了這兩點(diǎn)，就基本解決了問題。

3.1 保證每次裝刀的位置一致

對中心鉆的伸出長度進(jìn)行控制。具體做法是:先根據(jù)中心鉆的長度定出外露長度，然后加工一個套，套的內(nèi)孔比中心鉆外徑略大，可自由進(jìn)出;套的長度按中心鉆外露長度加工，偏長或偏短一點(diǎn)都沒有關(guān)系，可以以最終尺寸為準(zhǔn)，再準(zhǔn)備一塊小平板就大功告成了。使用時，先把中心鉆插入機(jī)床主軸夾頭中，伸出長度要大于套的長度，再把套套在中心鉆上，用小平板把中心鉆向里推，直到小平板與套貼平，鎖緊中心鉆。這樣就可以保證不論在什么情況下，所裝的中心鉆位置都相同。操作示意圖見圖4。

銑刀盤上的刀片裝夾都有固定位置，正確裝夾它們就行了，不需要輔助工具。

3.2 減小或消除對刀誤差

機(jī)床每一邊都有兩把刀，想一把刀都不對刀是不可能，我們對的是端面銑，主要是覺得這樣做方便一些。對刀具體操作不再重復(fù)敘述。而中心鉆就不再進(jìn)行對刀操作了，而是先測量出中心鉆與刀盤的距離，這個距離就是這兩把刀的刀補(bǔ)差，根據(jù)這個刀補(bǔ)差就可手工輸入中心鉆的刀補(bǔ)值了。具體是這樣做的:……按“input”鍵，則端面銑X方向刀補(bǔ)自動生成，如此端面銑對刀完畢。記下此時數(shù)控顯示屏上的Z值，假設(shè)是“－245.34”。將中心鉆移到與軸端面輕輕接觸，不動，記下此時數(shù)控顯示屏上的Z值，假設(shè)是“－283.64”，則兩數(shù)的差值38.3就是這兩把刀的刀補(bǔ)差。只要中心鉆的伸出長度一樣，這個差值也就一樣，是一個定值，所以這個差值要記下，作為以后輸入中心鉆刀補(bǔ)值的依據(jù)。比如:當(dāng)我在對某種軸進(jìn)行端面銑對刀時，自動生成的Z刀補(bǔ)值是“－255.4”，那么中心鉆的Z刀補(bǔ)值就一定是“－293.7”，否則就是錯的。

通過對以上兩點(diǎn)的控制，就可以保證中心鉆的鉆入深度始終是以端面銑的銑削平面為基準(zhǔn)的，而與端面銑的對刀操作毫無關(guān)系。如此一來，既保證了刀具安裝的一致性，又避開了對刀時的人為因素，所以所有在此機(jī)床上銑打的軸，其中心孔的深度就都是一樣的了。

4 結(jié)語

隨著數(shù)控機(jī)床的普及，對軸類工件加工的各道工序都提出了新的要求。原本不影響加工的中心孔也會成為質(zhì)量保證的關(guān)鍵。尤其是錐形電機(jī)轉(zhuǎn)子的加工，中心孔的深度會直接影響到轉(zhuǎn)子尺寸的不一致，對定、轉(zhuǎn)子間的互換性產(chǎn)生致命的影響，嚴(yán)重阻礙生產(chǎn)率的提高，所以本文提及的方法不光可解決所有軸類的加工，對錐形電機(jī)的轉(zhuǎn)子加工效果更佳。