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  1. 產品簡介

 

 

　　圖1所示零件是我公司最近加工的一種凸輪軸齒輪，該齒輪是外圓較大，厚度較薄的盤形零件，精度要求較高。從圖1中可以看出該零件需要：①加工出一單鍵，鍵的加工精度影響該零件與發(fā)動機凸輪軸的準確定位，同時鍵的中心線和齒槽中心線的角度又決定正時標記的加工精度。②銑24個φ21mm的沉孔（其中1個為帶芯孔），帶芯孔為點火標記，其余孔是正時標記。它們的加工精度決定著發(fā)動機的配氣定時和點火時刻。如果采用傳統的加工方法，在搖臂鉆床上用鉆模加工，幾乎不可能達到圖樣要求。目前，我公司用型號為L6120C的臥式拉床和型號為VMC1060立式加工中心完成上述工序的加工。

　　2. 產品在加工中存在的問題及原因分析

 

　　該產品在試制過程中，加工出的孔有80%的孔位置度超差，均在0.25mm左右，而且孔的底部有不平現象。此零件所用刀具都是高速鋼，23個φ21mm的沉孔加工粗銑刀、精銑刀都用鍵槽銑刀，檢測設備為三坐標測量儀。加工完成該工序用時19min，顯然，加工時間較長。

　　針對上述問題進行認真分析，可能原因有5個：①切削用量選用。②加工用程序。③加工建立的工件坐標系。④粗銑刀、精銑刀切削刃沒有磨平。⑤按正常加工，給底面留有0.2mm的加工余量，鍵槽銑刀剛性不足，引起刀具振動，影響了加工工件的位置度。

　　針對上述原因，結合加工其他工件的經驗，進行一一分析總結：

　　（1） 切削用量選用時，工件所用材料SCM420H（相當于國產20CrMo），其抗拉強度σ=900MPa。所選用刀具和參數如附表所示。

 

　　（2）零件程序：對程序進一步修改，把相對坐標改為絕對坐標重新編程，加工后工件經檢驗后沒有差別。

　　（3）工件坐標系：經過多次重復找正，定位精度在0.01mm以內。

　　（4）粗銑刀和精銑刀底面有中凹現象，經過外圓磨床靠平底面，工具磨重新開后角，后角為6° ～8° 。

　　（5）考慮到鍵槽刀剛性不足，定心精度不高，引起刀具的振動從而造成加工工件位置度超差：針對這一問題，讓精銑刀剛剛接觸底平面0.02～0.03mm。這樣一來就保證了加工工件的位置度要求，一般均在0.06mm以內，表面粗糙度完全可以滿足工藝要求；產品上量后精銑刀改用硬質合 金 銑 刀 ， 該 產 品 帶 芯 孔 的 精 銑 刀 外 徑 為φ210 . 0 40 mm，帶芯孔的精銑刀轉速為800r/min，進給量為0.05mm/r；φ21mm孔的粗銑刀轉速為1 000r/min，進給量為0.08mm/r。加工時間縮短12min，且加工質量得到較大提高。

　　3. 專用檢具的加工及調整

　　原來每調整一次機床或重新換刀，必須在三坐標上檢查首件，并且每班都要按1/20的抽檢率在三坐標上檢查。這樣一來，效率較低，不能滿足擴產上量的需求。

　　由于該工件同時存在尺寸誤差和形狀誤差，尺寸、形狀和位置誤差都會影響零件的實際輪廓。根據公差要求的獨立原則和相關原則（包容原則和最大實體原則），設計制造如圖2所示的專用檢具。

 

　　檢具加工：該檢具在坐標鏜床上加工12個φ28mm孔，保證其中一孔與支架10的夾角為36.655° ，其余孔與之均布，并保證各孔的位置度不大于φ0.012mm；然后配磨襯套2與12個φ28H7的孔有0.01～0.015mm的過盈量；定位心軸11的槽寬為6.005mm，對稱度為0.01mm；檢驗插銷1的尺寸分為兩組φ21－0－0.01mm和φ21－0.06－0.07mm；檢驗量塊3的厚度為6－0－0.002mm。

　　4. 檢具調整及使用

　　此檢具按圖示的檢驗方法對工件進行檢驗，既保證了鍵齒角度，又保證了孔的位置度。該檢具定位精度要求高，用一般的機械加工手段難以達到所規(guī)定的精度要求。如果采用調整法裝配，便能達到要求精度。其主要依據是用標準樣件調整，樣件的精度要求工件的鍵槽角度為±0.01° ，沉孔位置度為±0.03mm以內，加工出這樣的樣件以三坐標測量儀的檢驗數據來調整機床程序，并與三坐標測量儀的檢驗結果相互比較。

　　下面是調整檢具的步驟:

　　（1）把定位心軸支架按加工好的螺紋進行裝配，螺釘不要旋緊。

　　（2）把標準樣件裝在定位心軸上，樣件24個φ21孔實測φ21.06mm，在用事先加工好的軟檢驗插銷尺寸為φ21.01～φ21.02mm插入樣件孔內。

　　（3）用檢驗量塊插入定位心軸與樣件槽中，擰緊定位心軸螺釘。直到檢驗量塊取出與插入沒有大的阻力。旋緊螺釘，配作定位銷。

　　（4）看定位銷與齒的接觸情況，帶緊螺釘，用紅丹粉看定位銷與齒面的接觸，調整到接觸良好，配作定位銷。

　　（5）把樣件裝在另一邊，用軟插銷插入孔中，看定位銷與齒面接觸情況，調整到接觸良好，旋緊螺釘，配作定位銷。

　　5. 工件的檢驗

　　鍵寬的檢驗是根據鍵寬尺寸要求，設計了專用的鍵寬塞規(guī)，該塞規(guī)分為通、止端，工件檢驗時，應該通端必須通過而止端不能通過。用調整好的專用檢具和鍵寬塞規(guī)，檢驗加工完成的編號為1與2的工件，檢驗結果合格。用三坐標測量儀復檢上述工件，檢驗結果也合格。

　　6. 結語

　　根據以上方法調整的檢具具有定位準確、檢測精確和使用方便的優(yōu)點并且任意抽取該檢具檢驗的產品在三坐標上檢，其結果一致。該檢具的調整方法可廣泛應用于同種或類似產品的檢測上。