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      從中國機加工行業(yè)的情況來看，通用設(shè)備仍占有舉足輕重的地位。由于高精度設(shè)備、精密儀器造價高，高精度零件的加工不可能都在精密設(shè)備上完成。因此，仍需掌握利用通用設(shè)備加工高精度零件的方法。

1 高精度零件加工實例

      利用通用設(shè)備加工零件，往往采用常見加工方法就能滿足零件精度要求。但對于高精度要求的零件，要加工出符合要求的零件，就必須采用特殊加工方法。如圖1 所示的連接件，該零件雖然結(jié)構(gòu)簡單，但某些尺寸精度和位置精度要求較高，如: 兩個6 孔的間距為40 ± 0. 02，且應(yīng)沿軸9p6 的軸線對稱; 孔5H7 的位置尺寸為43 + 0. 019 50，且要保證該孔軸線與6 孔軸線間的垂直關(guān)系。要加工出合格產(chǎn)品，就必須注意加工的方式與方法。現(xiàn)以該零件為例，介紹一些特殊加工方法。

2 零件加工工藝分析

     從零件結(jié)構(gòu)上分析，該零件由尺寸相差較大的兩部分組成。為避免材料浪費，在零件強度允許的情況下可采用焊接的方式使零件成形，各邊尺寸留一定的加工余量，并在焊接后采用熱處理消除內(nèi)應(yīng)力。成形后軸9 外形及端面采用車削加工完成，考慮到對軸的尺寸精度、表面粗糙度要求較高，且將作為后續(xù)工序的基準，在車削后安排一道磨削工序。矩形面、孔、槽的加工可統(tǒng)一在立式銑床上完成。

3 保證零件精度的方法

      該零件的所有工序中，銑削精加工較難達到精度要求，在加工過程中必須注意加工的方式與方法。3. 1 52 × 16 矩形面及6 孔的加工在立式銑床上加工52 × 16 矩形面及兩個6 孔時，零件的裝夾方法如圖2 所示。為保證加工后矩形面外形正確，裝夾后一定要用百分表打表檢測零件長邊是否為水平放置。該零件加工難點在于: ①矩形面與兩6 孔都應(yīng)與軸9 的軸線對稱; ②兩6 孔間距40 ± 0. 02 尺寸精度要求較高。

      3. 1. 1 保證對稱要求

      一般加工矩形面及孔的方法: 用基準工具或刀具等靠矩形面的長邊及短邊，找出矩形面的中心位置，再以該位置為基準加工矩形面及兩6 孔。但對該零件不能采用此方法，原因在于加工時沒有與軸9 結(jié)合起來，不能滿足矩形面與兩6 孔相對于9 軸線的對稱要求。為達到此要求，在找中心時不應(yīng)找矩形面的中心，而應(yīng)找軸9 的軸心。通常作法為: 在機床主軸上安裝百分表( 若零件要求極高采用千分表) ，使百分表測頭靠在軸9 的圓柱面上。旋轉(zhuǎn)主軸過程中觀察百分表表盤內(nèi)指針跳動情況，若無跳動，表明主軸軸心與軸9 軸心重合，即找到了軸9軸心。當然，指針跳動是不可能完全消除的，應(yīng)根據(jù)零件精度要求來控制指針跳動量大小。對稱度要求越高，允許跳動量越小。

     然而，該零件9 軸上端有一矩形面，用上述方法找中心時，矩形面會擋住百分表無法正常檢測。為解決此問題，在找軸心時，可用一基準棒代替零件。

     即先將基準棒安裝于卡盤上，利用百分表找出基準棒軸心位置，再卸下基準棒安裝零件于卡盤上加工。采用此方法缺點是出現(xiàn)基準棒軸心與零件軸心不重合的定位誤差。卡盤定位精度越低，定位誤差越大。因此該方法對卡盤定位精度要求較高，最好使用軟爪裝夾。

     3. 1. 2 保證孔距

      加工兩孔時，常用的走刀路線如圖3( a) 、( b)所示。若采用圖3( a) 所示加工路線，由于機床存在一定反向間隙誤差，加工孔1 與加工孔2 的走刀方向不一致，將導(dǎo)致孔距40 ± 0. 02 不一定能滿足公差要求。采用圖3( b) 所示走刀路線可消除反向間隙誤差，保證孔距尺寸精度要求。但圖3( b) 中，走刀路線1與2、3 方向相反，將使兩孔相對于9 軸線的對稱精度降低，在對稱度要求較高的情況下仍無法使用。該零件可采用旋轉(zhuǎn)加工的方法，在加工完一孔后利用回轉(zhuǎn)工作臺將零件旋轉(zhuǎn)180° 再加工另一孔。這樣，刀具在加工兩孔的過程中沒有產(chǎn)生運動，零件精度完全由回轉(zhuǎn)精度來保證。而對回轉(zhuǎn)精度影響最大的是零件軸線與回轉(zhuǎn)工作臺軸線間的重合度，在加工前一定要進行檢測。具體作法為: 將百分表固定于機床立柱，測頭靠在圓柱面上，旋轉(zhuǎn)工作臺，若百分表指針無跳動即表明零件軸線與回轉(zhuǎn)工作臺軸線重合。

      3. 2 孔5 的加工

      3. 2. 1 裝夾方法

      在立式銑床上加工孔5 時，零件軸線應(yīng)水平放置，用卡盤裝夾。若直接夾持52 × 16 矩形面，由于可夾持長度較短且伸出部分較長，將導(dǎo)致裝夾不牢靠。為此，可制作圖4 ( a) 所示彈性軸套進行裝夾，軸套外徑略大于矩形面寬度，內(nèi)孔與軸9 為間隙配合。具體裝夾方法如圖4( b) 所示。

      3. 2. 2 裝夾定位

      為保證孔5 軸線與孔6 軸線間的垂直關(guān)系，裝夾時一定要注意方向性。針對該零件，只要保證短邊垂直或兩孔中心連線水平即可滿足要求。具體方法有: ①利用角尺檢測短邊是否垂直; ②將百分表測頭靠在短邊上，垂直移動百分表檢測短邊是否垂直; ③先將百分表測頭大致移到與孔6 最低點等高處，再分別讀出百分表指針在兩6 孔最低點處的數(shù)值，若兩數(shù)值相同即表明兩孔中心連線水平。

      這些方法中，方法①依靠操作者目測，定位精度最低，但操作簡單、方便，通常用于粗加工。方法②、③精度較高，但操作起來比方法①麻煩，通常用于半精加工與精加工。

      該零件的精加工應(yīng)采用方法③，而不能采用方法②。原因在于短邊只有16 mm，打表長度有限，打表后定位精度仍無法保證。而采用方法③前，一定要保證用于打表的兩6 孔有較高的尺寸精度及表面粗糙度。若兩孔直徑不一致或打表面凹凸不平，都不能保證兩孔中心連線水平。

      3. 2. 3 孔加工

      加工孔時，由于對孔的粗糙度與尺寸精度要求較高，應(yīng)采用“點鉆—鉆孔—擴孔—鉸孔”的加工步驟，且鉸孔分兩次進行。此外，加工孔時一定要保證主軸位于9 軸最高點的正上方，具體作法為: 將百分表固定于機床主軸，將測頭靠在圓柱面上，前后移動主軸觀察指針擺動情況。指針擺動到最大值時，表明主軸位于最高點的正上方。

      該孔最難滿足的精度要求是位置尺寸43 + 0. 019 50 。

      若按普通對刀加工方法進行，由于對刀誤差及間隙誤差等的存在，加工出零件將無法滿足要求。可采用百分表定位的方法。具體操作步驟為: ①如圖5 在工作臺上左方安裝一基準工具，其孔徑為標準的15 mm ( 可選擇任何尺寸的標準孔) 。②將百分表安裝于主軸上，移動主軸使百分表測頭伸入標準孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)主軸并調(diào)整其位置，找到標準孔中心( 旋轉(zhuǎn)主軸時表盤內(nèi)指針無跳動處) 將百分表表盤讀數(shù)歸零。此時表明指針指向零點時，測頭到主軸中心的距離剛好為標準孔半徑7. 5 mm。③向右移動主軸，使其測頭靠上A 面。④邊向左移動主軸邊旋轉(zhuǎn)主軸，當百分表指針最大讀數(shù)為0 時，表明主軸到A 面距離為7. 5 mm。

      ⑤主軸再向左移動( 43 － 7. 5) mm 進行孔加工，便能保證孔位置尺寸43 + 0. 019 50 。該方法中，由于步驟④、⑤主軸移動方向相同，消除了機床的反向間隙，因此更能提高定位精度。

     3. 3 槽的加工

      為保證加工5 孔時的剛性，槽的加工應(yīng)安排在5 孔加工完成后進行。裝夾方法與加工5 孔時一樣，采用鋸片銑刀加工。為保證粗糙度與尺寸精度要求，應(yīng)采用粗、精加工分開的加工方法。精加工時，為保證槽對稱度要求，仍應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)加工方法，即加工完一面后將零件旋轉(zhuǎn)180°加工另一面的方法。

4 小結(jié)

      機床精度是加工出高精度零件的先決條件，但通過使用合適的加工方法，可大大減小加工誤差，加工出合格產(chǎn)品。針對不同零件選用不同加工方法是非常重要的。通過上述連接件加工實例，可掌握各種不同的加工方法，并在加工中根據(jù)實際情況靈活應(yīng)用，選擇最好的加工方法。