后橋減速器殼鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)

朱傳年

摘 要：組合機(jī)床主要采用常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)化部件，在設(shè)計(jì)和構(gòu)造時(shí)，輔以特定外形工件、夾具。設(shè)計(jì)師構(gòu)思巧妙，充分發(fā)揮組合機(jī)床的“四多”特點(diǎn)明顯，多軸、多刀、多工序、多工位，由于其“四多”特點(diǎn)，生產(chǎn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越普通機(jī)床。組合機(jī)床組裝配置的靈巧性和靈活度，兼有物美價(jià)廉、低價(jià)高效的生產(chǎn)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)后橋減速器殼孔的加工工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分析，提出了“一次裝夾，多工位加工，達(dá)到精度要求”的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；鉆孔；多軸箱；主軸

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.044

1 引言

目前，組合機(jī)床水平較高，各國各地的裝備發(fā)展均呈現(xiàn)較好的面貌。良莠不齊被齊頭并進(jìn)取代，優(yōu)勝劣汰競(jìng)爭(zhēng)加劇，如何提高組合機(jī)床加工精度、增加組合機(jī)床的柔性，成為設(shè)計(jì)工程師的主攻方向，通過巧妙的設(shè)計(jì)和完備的裝配，進(jìn)而保證組合機(jī)床工作可靠性。組合機(jī)床技術(shù)屬于傳統(tǒng)工業(yè)范疇，但其裝備高速度、高精度、柔性化又沖破了傳統(tǒng)的局限，讓生產(chǎn)變得可調(diào)可變，靈活滿足客戶任意加工需求，以及目前嘗試加入通信技術(shù)的應(yīng)用，都會(huì)改變傳統(tǒng)組合機(jī)床技術(shù)的發(fā)展命運(yùn)。

2 本文的主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)要求

本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是后橋減速器殼鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)。

擬采用立式組合機(jī)床為主要部件，在后橋減速器鉆孔上配合液壓傳動(dòng)。眾所周知，組合機(jī)床是大量通用部件的整合體，在特殊部位和關(guān)節(jié)，使用少量專用部件，如果設(shè)計(jì)精準(zhǔn)，可使加工精度穩(wěn)定。另一方面，采用專用夾具液壓夾緊，省力省時(shí)，減少機(jī)床加工的輔助時(shí)間。

被加工零件為一后橋減速器殼體，所謂“巧婦難為無米之炊”，配件的加工精度和加工工序，是設(shè)計(jì)師制定機(jī)床方案的主要依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)中，我們要加工的零件后橋減速器殼，擬設(shè)計(jì)工序?yàn)殂@12個(gè)孔，本著成本節(jié)約原則，孔的位置精度要求可以為低度，在實(shí)際生產(chǎn)中鉆12孔的加工工序可以考慮一道工步，簡(jiǎn)化步驟降低成本。此后橋減速器殼體零件年生產(chǎn)綱領(lǐng)為6萬/年。

2.1 制定工藝方案

2.1.1 加工孔設(shè)計(jì)和工藝分析

（1）技術(shù)要求：擬在實(shí)驗(yàn)中加工12個(gè)同質(zhì)Φ9孔；位置度公差保持在0.30mm左右，務(wù)必與Φ20孔同心。

（2）工藝分析：鉆擴(kuò)或鉆鉸按照基準(zhǔn)孔徑，Φ9為宜，不偏不破。

（3）定位基準(zhǔn)精確：后橋減速器殼的孔的加工工藝，要將支承點(diǎn)限制在底面的兩個(gè)平面點(diǎn)位上，心軸起到了很好的定位作用。

2.1.2 確定組合機(jī)床核心結(jié)構(gòu)

（1）零件的加工精度。利用鉆孔組合機(jī)床，加工低精度后橋減速器殼加工孔，為保證標(biāo)準(zhǔn)化，本著低價(jià)高效的原則，可以在安裝工位上對(duì)所有孔進(jìn)行最終精加工，一以貫之。打造粗糙度為Ra25um的孔，將原始制造精度磨合到最高，工藝設(shè)計(jì)中注意減少夾壓變形，進(jìn)給采用液壓系統(tǒng)，可考慮人工夾緊方式。

2.2 確定切削用量及選擇刀具

2.2.1 選擇切削用量

經(jīng)驗(yàn)法則，組合機(jī)床單刀加工低30%左右。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)，將所有多軸主軸箱上刀具并排共用，有效降低成本和操作難度，對(duì)所有刀具的進(jìn)給量設(shè)計(jì)為相同，且等于動(dòng)力滑臺(tái)的平均值，既可以有效提高刀具的使用壽命，又可降低操作難度，協(xié)調(diào)統(tǒng)一便于管理。但是，為突出和配合各種生產(chǎn)模式，同一主軸箱上的刀具主軸應(yīng)根據(jù)不用的生產(chǎn)要求和匹配度，設(shè)計(jì)成不同轉(zhuǎn)速和不同的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）。充分發(fā)揮刀具精度、動(dòng)力滑臺(tái)、進(jìn)給量的特色，以滿足不同后橋減速器直徑的加工需要。

在生產(chǎn)中，由于后橋減速器殼孔的加工精度可以設(shè)計(jì)為相同模式，工件材料可以采購?fù)|(zhì)同料降低復(fù)雜程度，讓工作條件、技術(shù)要求更容易接近，簡(jiǎn)化操作流程和操作難度。由于此部分操作較為簡(jiǎn)單，不必通過設(shè)計(jì)或測(cè)算，直接通過采用查表法可得：鉆頭直徑D=9mm，鑄鐵HB175～255、進(jìn)給量f=0.1mm/r、切削速度v=15m/min。

2.2.2 刀具選擇

為保證質(zhì)量，建議布氏硬度定格在HB170～241為宜，孔徑D定為9mm即可，重點(diǎn)要考慮刀具的材料選擇，好馬配好鞍，后橋減速器要想發(fā)揮更好的作用，采用高速鋼鉆頭、麻花鉆。在具體操作時(shí)，特別注意孔加工刀具的長度，按照“三五原則”，確保加工終了時(shí)，刻意保持刀具螺旋槽尾端與導(dǎo)向套之間有30～50mm的合理距離。

2.3 鉆孔組合機(jī)床總設(shè)計(jì)“三圖一卡”的編制

具體操作時(shí)要考慮以鉆床加工箱蓋的另一個(gè)問題，也是本文的主要問題，在設(shè)計(jì)中應(yīng)花費(fèi)大力氣，“三圖一卡”設(shè)計(jì)，雖然在此處淺略帶過，但其在設(shè)計(jì)中十分重要，包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、編制生產(chǎn)率卡。

2.4 夾緊元件精度分析計(jì)算

該道工序是鉆φ9孔，通常安排中批量生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中往往具有切削力較小的特點(diǎn)，在此不再贅述，力求簡(jiǎn)單。成大事者不拘小節(jié)，鉆孔用螺栓夾緊及一個(gè)壓環(huán)夾緊，盡可能的低成本生產(chǎn)，減少設(shè)計(jì)思路。

鉆孔是成熟工藝，夾具精度計(jì)算是重要的工藝，它起到的是檢驗(yàn)作用，能直接導(dǎo)致夾具是否合乎零件加工要求。為了使夾具能加工出合格的工件，不浪費(fèi)人力物力，一定要把握誤差偏度，各項(xiàng)誤差的總和應(yīng)不超過工序尺寸（或位置要求）的公差Δk。即：

Δdw+Δa+Δt+Δg〈Δk

在實(shí)驗(yàn)中：工件在夾具中的定位誤差Δdw=0.07mm，夾具的安裝誤差Δa=0.005mm，刀具位置誤差Δt=0.07mm，加工方法誤差Δg=0.62=0.3m按概率法相加得：。經(jīng)計(jì)算則這個(gè)定位方式可行，滿足精度要求。

3 結(jié)論

本文研究的鉆孔組合機(jī)床，設(shè)計(jì)思路主要用于加工后橋減速器殼的十二個(gè)孔。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，在鉆床的設(shè)計(jì)上采取了一系列的措施，保證了被加工孔的加工精度。對(duì)后橋減速器殼的十二個(gè)孔的加工工藝，進(jìn)行了粗略簡(jiǎn)要的分析，淺顯的提出了十二個(gè)孔加工的技術(shù)要求，粗中有細(xì)的點(diǎn)明工藝要點(diǎn)，不足之處還待改進(jìn)。Z軸液壓滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭的設(shè)計(jì)理念，嘗試多軸箱實(shí)現(xiàn)進(jìn)給的思路，將Y軸驅(qū)動(dòng)工件的穩(wěn)定單工位運(yùn)動(dòng)成為可能。

后橋減速器殼鉆孔組合機(jī)床研究和實(shí)驗(yàn)是一個(gè)值得不斷完善和改進(jìn)的過程，例如：裝夾、定位單純由人工完成，是否會(huì)影響效率浪費(fèi)資源；自動(dòng)化程度可否通過改進(jìn)工藝、創(chuàng)新思路得以提高等問題。這些問題通過現(xiàn)場(chǎng)的不斷實(shí)踐、和后輩不斷汲取總結(jié)，必將會(huì)得到提高。