絲錐磨床三角套筒的工藝分析

(西北機器有限公司，陜西 寶雞 722405 )

1 絲錐磨床主要結(jié)構(gòu)及工作原理

本機床由床身、工作臺、砂輪座、砂輪箱、尾架、傳動裝置、自動進給和自動補償機構(gòu)、砂輪修正器、電器設(shè)備、油箱、冷卻箱等部分組成。

1)床身呈方形，機床各主要部分均安裝在床身上。在床身上有縱橫2條導(dǎo)軌前面導(dǎo)軌系和床身鑄為一體，工作臺裝在上面，2根橫導(dǎo)軌是固定在床身上的，平導(dǎo)軌及V型導(dǎo)軌上均放置帶有滾柱的保持架，砂輪座放在上面，可輕便地沿著滾動導(dǎo)軌前后移動。

2)工作臺與床身上分別安裝2條交叉滾柱導(dǎo)軌，在其上部也有2條導(dǎo)軌，尾架就放在上面，縱向進給絲杠，固定在工作臺上，而螺母座是固定在床身上的。 工作臺的縱向移動是通過左端帶減速機的伺服電機通過1對齒輪傳到絲杠，帶動工作臺縱向往復(fù)移動。

3)砂輪座放置在機身的橫導(dǎo)軌上，砂輪座后端安裝有砂輪座進給伺服電機，完成砂輪座自動橫向進給機構(gòu)和自動補償，砂輪座進給絲母安裝砂輪座并底部固定在床身上。砂輪座快進時，在帶減速器的進給伺服電機控制下，快速推動其進給5 mm。

4)砂輪箱用4個螺釘固定在砂輪座上，砂輪座上的定心塊剛好鑲?cè)肷拜喯渖习既氲纳刃尾蹆?nèi)，當旋轉(zhuǎn)砂輪箱頂住絲杠時，撥塊便帶動砂輪箱上下移動，使之圍繞定心塊的中心轉(zhuǎn)一角度，使砂輪軸傾斜，其角度值應(yīng)根據(jù)磨制不同螺紋的螺距及中徑所計算出螺紋升角來調(diào)節(jié)砂輪軸的傾斜角度。砂輪軸的轉(zhuǎn)動由裝在砂輪座上的高度平衡的電機帶動，轉(zhuǎn)速通過調(diào)節(jié)皮帶輪的皮帶所在槽的不同位置來實現(xiàn)。

5)尾架主要由下滑座、上滑座，以及三角套筒組成，下滑座是下底面的2條導(dǎo)軌與工作臺上的導(dǎo)軌配合，旋轉(zhuǎn)手柄便可由偏心軸等零件夾緊。手柄為保證尾座頂尖與工作臺頂尖水平方向同心的調(diào)節(jié)作用，刻度值為0.005 mm，調(diào)節(jié)后由螺母緊固。拆卸頂尖時，需要旋轉(zhuǎn)手把，使之靠近頂尖，扳動手柄即可。

6)橫向進給機構(gòu)和自動補償機構(gòu)。本部件安裝在機床橫導(dǎo)軌的中部，砂輪座橫向進給絲杠與進給伺服電機直連，完成砂輪座自動橫向進給機構(gòu)和自動補償，為砂輪箱的進給之用。工作時，砂輪座快速推進5 mm后，砂輪箱的進給伺服電機按計算機設(shè)定的進給量進給。當砂輪修整時，砂輪修正器在砂輪修正伺服電機驅(qū)動下，使托板前進一個修整量，同時，在計算機控制下，在橫向伺服電機驅(qū)動下，使砂輪座前進相應(yīng)的距離，此距離與砂輪的修整量一致，因而砂輪座得到補償，即砂輪修整后，不需再對刀。補償準確與否還與金剛筆鋒利程度、砂輪等因素有關(guān)。調(diào)整砂輪修整量通過計算機設(shè)定參數(shù)，其修整量為0.01、0.02、0.03 mm。

7)砂輪修整器。本部件固定在砂輪座上。修整時由油缸移動拉桿，帶動金剛筆夾具回轉(zhuǎn)，從而達到修整作用。砂輪修整器中心和砂輪厚度中心的對準由固定在鑲條上的螺釘來調(diào)節(jié)。行程開關(guān)是用來使修整器往復(fù)及停止用的。砂輪修整的角度由刻度尺示出。當?shù)鬃系暮诳叹€對準刻度尺上的60°刻線時，則修出的砂輪角度為60°，當?shù)鬃系募t刻線對準55°刻線時，則修出的砂輪角度為55°。

2 三角套筒工藝

1)此三角套筒為絲錐磨床的關(guān)鍵零件，也為易損件。零件材料特殊，主要加工面的精度要求及粗燥度要求比較高，對毛坯要求經(jīng)過鍛造、正火處理，零件加工過程中容易變形。

技術(shù)要求及參數(shù)：①三角套筒3個面A、B、C、三面及1號錐度孔滲碳淬火HRC59滲碳厚度1.0～1.2。②平磨A、B、C的粗燥度達8級以上，且A、B、C面度平面度允差0.005。③莫氏錐孔中心線對平磨A、B、C的不平行度允差0.010/100。④莫氏錐孔中心線與三角形A、B面的不對稱性允0.2。

2)材料分析，此零件材料為20 Cr，直徑Φ80，長152 mm。材料為低淬透性滲碳合金鋼，碳C:0.18～0.24；硅Si:0.17～0.37；錳Mn:0.50～0.80；鉻Cr：0.70～1.00。該鋼淬火、低溫回火后具有良好的綜合力學(xué)性能，低溫沖擊韌良好，正火范圍：溫度920 ℃～950 ℃，硬度156～179 HBS，20 Cr回火脆性不明顯，滲碳時鋼的晶粒有長大傾向，所以要求二次淬火，以提高心部韌性，不宜降溫淬火，該材料較好的淬透性，中等強度的韌性。經(jīng)過滲碳淬火表面強化處理后，會獲得細針狀回火馬氏體，硬度為58～40 HRC，為了提高表面耐磨性，需要進行滲碳處理，然后再進行淬火和低溫回火，從而保證表面具有很高硬度和高耐磨性，而心部具有良好的韌性。

3 工藝流程

①鍛件毛坯放加工量。②正火處理920 ℃～950 ℃。③裝夾定位，將工件固定在銑床上，保證底面與床面平整，銑36上面，放加工量2～2.5 mm，銑47兩面按51做，銑長短152按157做，均達粗糙度6.3，銑A、B、C各面放加工量0.5 mm。④夾搞正：鉆莫氏1號錐孔按Φ9鉆通，與各面平行允差不大于0.1 mm； 鏜鉸莫氏1號錐孔留量0.1～0.15 mm，達粗燥度7級；考慮左端面有2.5 mm留量，嚴格控制錐孔大端尺寸，考慮各面留量。⑤表面滲碳處理：孔表面不允許有坑點，滲碳前將孔清理干凈。⑥鉆鉸莫氏1號錐孔留研量0.04～0.05 mm，粗糙度達7級，(按錐度按錐度1：20.047)考慮左端留有2.5 mm加工量。⑦劃線。⑧以錐孔定位，銑36上面，47兩面各放磨量0.2～0.25 mm，銑152右端面成，粗燥度達5級 (考慮左端面放量2～2.5)銑12槽及0.5凹臺成，12+0.2按12+0.05做，均達粗糙度5級，倒角加深留量。⑨ 夾搞正：以錐孔定位，車152左端面放量0.3～0.4 mm ，車Φ28外圓留量0.8～1 mm，車臺肩面及槽成。修光右上端粗燥度6級銑面，12+0.2按12+0.1做，去毛刺，棱角。以錐孔定位，鏜Φ17孔臺成。淬火HRC52。以錐孔為基準，搞正，磨A、B、C各面，留精磨量0.2～0.25 mm。定性120±10℃24 h。以錐孔定位，車Φ28外圓及粗燥度7級端面成。研錐孔成。以錐孔為基準，精磨A、B、C面成。去毛刺，棱角 砂光36上端粗燥度6級面及槽成。

4 專用工具

鏜床將莫氏一號錐孔及Φ17孔先按Φ9鉆通，留加工量0.1～0.15 mm，待滲碳后鉆鉸錐孔留研量0.04～0.05 mm，最后用研磨芯子研錐孔成。錐度芯子ZF286-132，將錐度芯子裝入莫氏一號錐孔內(nèi)，搞外端外圓與A、B、C三面平行，保證了零件精度要求。

5 結(jié)語

經(jīng)過小批量試制和裝配試車，此工藝流程的編制和專用工具合理可行，解決了產(chǎn)品零件加工過程的變形、易損問題，保證了加工后的尺寸精度及粗燥度要求，滿足了零件質(zhì)量要求和裝配需求，圓滿地解決了國產(chǎn)化自制件代替進口件的研發(fā)任務(wù)，節(jié)約了生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)周期，為研發(fā)類似的產(chǎn)品提供了詳細的參考。