高精度中心孔車削加工工藝

■新鄉市新機創新機械有限公司 （河南 453000） 曹高峰 王艷華 王乃超

高精度中心孔車削加工工藝

■新鄉市新機創新機械有限公司 （河南 453000） 曹高峰 王艷華 王乃超

摘要：本文介紹了一種在加工中心上車削高精度中心孔的加工方法。該方法是把車削原理使用在小型立式加工中心上，最終解決了實際問題，提高了生產效率。

我公司生產的一種零件，材料為T10A，硬度要求為60～65HRC，如圖1所示。

利用小型立式加工中心定位精度高的優勢，打破小型立式加工中心的正常工作模式，讓小型立式加工中心主軸夾住工件，在工作臺上裝夾刀具，編制程序車削60°中心孔，使60°中心孔的角度誤差控制在0～-2′。

該零件60°中心孔的形狀精度要求很高，公差范圍為0～-4′，表面粗糙度值Ra=0.8μm，該中心孔與外圓的同軸度為φ0.01mm。

1. 原工藝加工方法

按常規工藝，由于該零件中心孔精度、表面粗糙度值要求都很高，且淬火硬度高達60HRC，中心孔又較大，因此制定的工藝流程如下：車（由于該件較短，兩件互為卡頭，中心孔及外圓留磨量）→淬火→中心孔磨→外磨→切開。但檢測結果是中心孔精度很差，廢品率超過了50%。因精磨時反復精修砂輪導致生產效率低，檢測更是費時費工，每一個工件都需三坐標檢測。導致問題的原因如下：中心孔磨床是國產老設備，精度不高，受人為因素影響較大，難以保證工件質量穩定。故又尋求外協廠家用進口的高精度中心孔磨床加工，中心孔精度能夠保證，但成本很高，且不能保證配套周期。

圖1

2. 第一次工藝改進

在數控車床上一次裝夾車削外圓及60°中心孔。其工藝流程為：車（兩件互為卡頭，中心孔及外圓留磨量）→淬火→精車→切開。嘗試工件淬火后在數控車床上采用陶瓷刀片和立方氮化硼刀片一次裝夾車削外圓及60°中心孔。結果如下：表面粗糙度值完全能夠達到要求，但是中心孔的形狀精度無法保證，超差鉸大，并且角度很不穩定。分析原因是數控車床兩軸聯動的運動精度不能滿足要求，因為在編制車削60°錐孔程序時考慮了進給系統的傳動間隙，增加了足夠的車削錐孔前的空行程，然而車出來的中心孔仍然出現了角度不穩定的情況。

3. 第二次工藝改進

經過多次試驗，嘗試了不同的加工方法，結果都不盡如意，于是嘗試改變思路，利用小型立式加工中心定位精度高的優勢，把車床上的車削方式用到了小型立式加工中心上，讓小型立式加工中心主軸夾住工件，工作臺上裝夾刀具，編程序車削外圓及60°中心孔。該方案的加工原理與車床的加工原理基本相同，主要區別是：車床是刀具走運動軌跡，小型立式加工中心是主軸走運動軌跡。依據這一思路進行試驗，結果非常理想，60°中心孔精度完全達到了圖樣要求，誤差在0～-2′之間，表面粗糙度值Ra=0.8μm，同軸度為φ0.01mm。

在加工中心上車削外圓及60°中心孔的具體實施方案如下。

（1）將工件卡頭裝入加工中心的刀柄卡心中，通過刀柄將工件裝到主軸上。

（2）通過工裝將車刀裝到工作臺上。

（3）對刀，設定坐標系，編程序，一次裝夾精車外圓及60°中心孔，如圖2所示。

按此工藝方案又加工了幾批零件，經檢測外圓及60°中心孔均能達到圖樣要求，尤其是中心孔的角度誤差穩定在0～-2′。

總之，只要持之以恒，永不言棄，任何困難都是暫時的。該項工藝改進不但解決了生產瓶頸，還降低了成本，提高了效率。

圖2

參考文獻：

[1] 賈亞州. 金屬切削機床概論[M].北京：機械工業出版社，1996.

[2] 韓榮第. 金屬切削原理與刀具[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2007.

收稿日期：（20141201）