坐標鏜床ER32專用刀柄的制造

■ 河南一工專用刀具有限公司 （新鄉(xiāng) 453002） 葛建華

坐標鏜床是具有精密坐標定位裝置，用于加工高精度孔或孔系的一種鏜床。同時，它還可進行鉆孔、擴孔、鉸孔、銑削和精密刻線等工作，是一種用途廣泛的高精度機床。其坐標定位精度可達0.004～0.010mm，加工面的表面粗糙度值Ra=0.8μm。

我公司的T4263B雙柱坐標鏜床是中捷人民友誼廠生產(chǎn)的，從1979年出廠到現(xiàn)在已近40年了。由于設(shè)備定期保養(yǎng)做的好，其坐標定位精度在500mm長仍≤0.01mm，主要用來加工模具、夾具等精密工件的孔加工。

1.問題提出

一般來說，在鏜孔時需要考慮工藝性，即鏜削最小孔徑應(yīng)≥φ12mm。因此操作人員常使用鉆夾頭來夾持刀具進行該定位銷孔的加工。其加工步驟：

（1）找正工件基準面，移動鏜床工作臺及橫梁，使定位銷孔的中心與鏜床主軸中心重合后，進行鎖緊定位。

（2）夾持中心鉆A2.5/6.3鉆出定位銷孔的中心孔。

（3）夾持直柄麻花鉆鉆孔至φ9mm。

（4）夾持改制的直柄立銑刀將孔擴至φ9.85mm。

（5）夾持直柄機用鉸刀將孔鉸削至尺寸φ10H7（+0.015+0）mm。

目前，在市場上買到的鉆夾頭夾持精度不高，經(jīng)用百分表測量，夾持后的刀具刃部徑向圓跳動往往有0.02～0.05mm。特別是夾持鉆頭后進行鉆孔時偏擺量更大，有的達到了0.1mm以上，這樣就會造成鉆出的孔徑超大、鉆斜等情況，給后序的精加工帶來質(zhì)量隱患。

因此，操作人員在使用鉆夾頭夾持刀具過程中，要反復(fù)轉(zhuǎn)動刀具，有時還要用百分表進行檢查，盡量將刀具偏擺量控制到0.01mm以內(nèi)，以保證孔的加工精度。

為了方便理解，同時也方便查找，使用流程圖建立火電廠汽水循環(huán)圖，用于鏈接各個元件，表明各個元件之間的關(guān)系。流程圖里的主要設(shè)備都采用了思維導(dǎo)圖加圖片鏈接的方式進行系統(tǒng)的繪制。比如點擊圖中的汽包圖標，直接進入如下給水控制系統(tǒng)界面。

經(jīng)分析，造成鉆夾頭夾持刀具偏擺量大的原因，主要是由于鉆夾頭的夾爪與刀具柄部外圓的夾持面過少引起的，有的夾爪與工件甚至是線接觸。這樣在切削加工過程中，隨著切削負荷的變化，會由于鉆夾頭的夾持力度不夠，造成刀具松動、偏擺，致使加工出的孔出現(xiàn)很多問題。

2.鏜床 ER32專用刀柄的設(shè)計及制造

ER彈簧夾頭是加工中心數(shù)控刀柄配套使用的夾頭，其性能穩(wěn)定、夾緊力大，夾持范圍廣，精度高、裝卸簡單且價格便宜。因此，T4263B雙柱坐標鏜床完全可應(yīng)用ER彈簧夾頭來解決刀具的夾持精度問題。ER彈簧夾頭有多種型號，考慮到實用性，選定型號為ER32，其夾持范圍為φ2～φ20mm，可以滿足使用要求。

T4263B雙柱坐標鏜床主軸的內(nèi)錐孔錐度為3:20，這種錐度的ER刀柄在市場上難以購到，需要自行設(shè)計制造。刀柄的連接型式應(yīng)參照鏜床原配的鏜銑頭錐柄型式，同時，還要考慮ER32彈性筒夾、鎖緊螺母的裝配情況，來設(shè)計ER32專用刀柄，經(jīng)測繪后繪制出刀柄裝配圖（見圖1）。

圖2是ER32專用刀柄的零件圖，材料采用40Cr合金結(jié)構(gòu)鋼制造，淬火硬度40～45HRC。

刀柄在制造過程中，需要注意以下工序：

（1）外圓磨工序：首先在磨削3:20外圓錐時，要求圓錐面的表面粗糙度值Ra＜0.4μm，主要是該圓錐與鏜床主軸錐孔配合，如果圓錐表面質(zhì)量太差的話，會造成鏜床主軸錐孔劃傷，影響配合精度。其次，錐度的測量應(yīng)使用正弦規(guī)，正弦規(guī)L=200mm，H=29.832mm。另外，最好是先磨制一個錐度試棒，并與鏜床主軸錐孔配研接觸面，達到90%以上后，再精磨刀柄錐度至尺寸。

（2）內(nèi)圓磨工序：磨削錐度為16°的內(nèi)錐孔，要求與3:20外圓錐的同軸度不大于0.01mm。同時，16°的錐孔要用專用錐度塞規(guī)進行配研檢查，也可用ER32彈性筒夾配研接觸面，要求圓錐面表面粗糙度值Ra＜0.4μm。

（3）螺紋磨工序：磨削與鎖緊螺母聯(lián)接用的螺紋M40×1.5－6h，要求與3:20外圓錐的同軸度≤0.01mm。

圖 1

圖 2

ER32彈性筒夾與鎖緊螺母使用量較大，在市場上可以購到。其精度等級可選用AA級精度，跳動量≤0.01mm。

3. ER32彈簧夾頭的使用

安裝彈簧夾頭前，必須先把ER32彈性筒夾、鎖緊螺母的定位錐面清理干凈，并將彈性筒夾與鎖緊螺母傾斜一定的角度，輕輕的放入鎖緊卡槽內(nèi)，然后把鎖緊螺母擰在ER32專用刀柄上。最后將ER32專用刀柄裝入T4263B雙柱坐標鏜床主軸內(nèi)，用專用扳手固緊。此時可裝入銑刀或鉸刀等刀具，并用勾頭扳手固緊螺母以夾緊刀具。經(jīng)用杠桿千分表檢測刀具刃部，跳動≤0.01mm，滿足了刀具夾持精度要求。在操作人員使用過程中，由于ER彈簧夾頭的夾緊力大，刀具切削性能穩(wěn)定。同時，刀具的裝卸也很方便，大大提高了生產(chǎn)效率，很受操作人員歡迎。

雖然ER彈簧夾頭有很多優(yōu)點，但在使用時也要注意以下兩點：

（1）彈簧夾頭必須用勾頭扳手緊固螺母以夾緊刀具，避免刀具在高速旋轉(zhuǎn)中飛出造成事故。

（2）嚴禁在彈簧夾頭未裝入刀具時鎖緊螺母，避免造成彈性筒夾變形或脆性碎裂。