CK61700×200/300尾座套筒的重要尺寸制造工藝分析

劉鵬博， 商曉峰

（1.齊二機床（集團）有限責任公司，黑龍江齊齊哈爾161005；2.齊齊哈爾齊機電控設備制造有限公司，黑龍江齊齊哈爾161000）

1 大型臥式車床尾座體及主軸套筒簡介

重型數(shù)控臥式車床主要用于大型回轉(zhuǎn)類零件的加工。數(shù)控落地臥車的尾座在零件加工的過程中起到重載支撐的作用。CK61700×200/300數(shù)控落地臥式車床，床身上工件最大回轉(zhuǎn)直徑為φ7000mm，過刀架工件最大回轉(zhuǎn)直徑6300mm，頂尖間最大長度20000mm，頂尖之間最大承受重量為300t。機床尾座為整體結(jié)構(gòu)，尾座體采用樹脂砂成型的HT250鑄鐵，鑄件經(jīng)過毛坯時效處理和粗加工后的二次時效處理，充分消除鑄造應力和加工應力。尾座由交流電機驅(qū)動沿工件床身作縱向運動，機械夾緊，液壓松開，保證尾座在工件床身上牢固夾緊。尾座由套筒、主軸、軸承、液壓測力、顯示裝置、潤滑系統(tǒng)、尾座和尾座套筒移動的操作站等部件組成，尾座主軸由裝在套筒內(nèi)的進口P4級高精度軸承支承（含徑向軸承和軸向止推軸承），具有很高的旋轉(zhuǎn)精度。為防止工件熱膨脹，在主軸后部安裝有蝶形彈簧和測力裝置，指針式調(diào)整和顯示頂緊力數(shù)值，在加工過程中，當頂緊力超過和降低到允許值時能自動報警。

尾座套筒的移動由雙速交流電機控制，套筒移動有快速和慢速兩種控制方式，尾座主軸前端裝有錐度為1∶4的可更換短圓錐法蘭式75°頂尖。

2 尾座套筒的加工難點分析

重型數(shù)控臥式車床在加工的過程中回轉(zhuǎn)精度的高低直接影響被加工零件的質(zhì)量，而尾座套筒是機床尾座的關(guān)鍵零件。

圖1所示的零件是CK61700重型數(shù)控臥式車床的主要零件之一——尾座套筒。

該零件是較大的回轉(zhuǎn)類零件。零件材質(zhì)為45鋼鍛造調(diào)質(zhì)，在加工前要對其材質(zhì)進行物理探傷、化學分析，不許有裂紋和暗傷存在。

圖1中，零件全長為1865mm，最大外圓為φ1060g6，圓柱度誤差為0.01mm，表面粗糙度要求Ra0.8；雙列滾柱軸承孔φ850K5，相對于A基準同軸度誤差0.005mm，圓柱度誤差為0.01mm，軸承孔端面跳動為0.01mm，表面粗糙度要求Ra0.8；推力軸承軸承孔710H7，相對于B基準同軸度誤差0.007mm，軸承孔端面跳動為0.01mm，平面度誤差0.007mm，粗糙度要求Ra0.8；雙列滾柱軸承孔φ540K5，相對于B基準同軸度誤差0.007mm，軸承孔端面跳動為0.01mm，圓柱度誤差為0.01mm，表面粗糙度要求Ra0.8。φ20/φ30H7長度為1274mm的偏心油孔也是加工過程的重點。

圖1 CK61700型重型數(shù)控臥式車床尾座套筒

在零件加工時我們要考慮的是軸承孔的尺寸精度，以及形位公差的關(guān)聯(lián)要求，還有偏心油孔的軸線位置等的控制、切屑排除、冷卻潤滑，如何控制橢圓誤差等問題。同時，在制造該零件的同時也要兼顧成本與效益。

3 精加工工藝步驟

3.1 在毛坯零件上加工出粗基準

具體步驟為：選用普銑鏜床T6920，刮平工件全長兩端面，劃十字中心線，按線打一端中心孔φ50×75°。然后對零件進行粗車，車床的回轉(zhuǎn)直徑應當大于1100mm，因此選用CR61160，夾一端，頂另一端，粗車外圓至φ1090。在銑鏜床上，工件架在V型鐵上，找正后，鏜各內(nèi)孔均至φ350。零件孔粗鏜加工完成后，回到CR61160車床，夾左端，架外圓，找正外圓在1mm以內(nèi)，車φ400孔留余量8mm；φ480H7孔留余量10mm；孔內(nèi)端面余量6mm，孔端倒角；全長右端面余量6mm；調(diào)頭：架外圓，找正后，車φ920孔、φ850K5孔均留余量 20mm；φ772孔與 φ495孔均留余量10mm；其余左端各孔留余量15mm，孔內(nèi)各端面留余量7mm，孔端倒角；全長左端面留余量7mm。由于零件對材質(zhì)有具體要求，留鐵屑送化驗室。并對該零件進行探傷，熱處理調(diào)質(zhì)T215。

3.2 半精加工

在CR61160上，將工件夾左端，頂右端，半精車外圓留磨量4mm，架外圓，半精車φ400孔留余量3mm；φ480H7孔留磨量4mm；孔內(nèi)端面與全長右端面均留余量3mm，倒角；調(diào)頭：找正外圓兩處在0.15mm以內(nèi)，半精車外圓剩余部分（安夾部分）留磨量4mm。

架外圓車半精車φ850K5孔、φ710H7孔、φ540K5孔均留余量4mm；

φ772孔與φ495孔均留余量3mm；孔內(nèi)各端面余量3mm，孔端倒角；全長左端面留余量3mm。

3.3 自然時效后精加工

在CR61160上，將工件夾左端，頂右端，精車；外圓留磨量1.8～2mm。

架外圓，精車：φ400孔、φ482×51 內(nèi)空刀均至要求；φ480H7孔留磨量 1.5～1.8mm；451 尺寸左端面、全長右端面、倒角至要求。調(diào)頭：找正外圓兩處在0.05mm以內(nèi)，精車：外圓剩余部分（安夾部分）留磨量1.9～2mm；架外圓車：φ850K5孔、φ710H7 孔、φ540K5孔均留磨量1.5～1.8mm；248尺寸右端面及內(nèi)孔，表面粗糙度分別為Ra1.6、Ra0.8，端面均留磨量0.2～0.25mm；其余各孔、端面、空刀、倒角均至要求。

在數(shù)控鏜銑TK6916機床上找正右端十字中心線與外圓母線，引鉆：φ20/30H7 孔至 φ10×10，切削用量為：n=125r/min，s=0.15mm/r，t=0.2mm。鉆出 φ20 深孔，鉆鉸φ30H7孔。

選用回轉(zhuǎn)直徑滿足要求的數(shù)控立車配車工藝堵，并鑲兩端工藝堵。根據(jù)實際情況，選用了Q2-W164型號立式數(shù)控車床。

3.4 配作、精磨外圓、里孔

選用數(shù)控銑鏜TK6916找正外圓正側(cè)母線在0.1mm以內(nèi)，分別修劃兩端中心孔至φ50×75°。頂起兩端外磨φ1060g6外圓留精磨量0.9～1mm。

按照尾座體主軸孔實測值，配磨外圓，保證間隙0.085～0.095mm，并做配對標記。試裝套筒，合格后進行下面工序。鉗工拆卸右端工藝堵，左端工藝堵暫不卸。夾左工藝堵，架外圓，找正外圓兩處在0.01mm內(nèi)。

內(nèi)磨：φ480H7孔至要求。鉗工拆卸去左端工藝堵。夾右端，架外圓，找正外圓兩處在0.008mm內(nèi)磨φ850K5、φ710H7孔、φ540K5孔均至尺寸；內(nèi)磨248尺寸右端面及內(nèi)孔，表面粗糙度分別為Ra1.6、Ra0.8，磨全長左端面見光。

4 結(jié)語

高精度的較大型套筒在加工時難度很大，一是軸承孔之間的同軸度要求精度高，軸承端面跳動精度控制嚴格；二是偏心深孔的加工與處理難，須成功控制橢圓誤差，避免鉆頭偏移、排屑不良等情況的發(fā)生。采用文中介紹的制造工藝效率高，成本低，周期短，加工零件全部合格，達到了圖紙技術(shù)要求，適用于批量生產(chǎn)。