高精度環形槽的車削方法

吳衛

（重慶工商職業學院，重慶400000）

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高精度環形槽的車削方法

吳衛

（重慶工商職業學院，重慶400000）

摘要：主要對孔內高精度的多道環形槽零件車削加工工藝方法、測量方法、測量裝置進行了較詳細的分析，同時，對同類結構的傳統的車削加工工藝與現代數控車削加工工藝方法進行了的對比說明。

關鍵詞：高精度；環形槽；工藝裝備；測量裝置；數控加工

如圖1所示孔內環斷隔槽零件結構，孔內多道同側軸向尺寸的檢測有著較大的難度，它的測量誤差將直接影響產品的質量。在實際加工中，針對這類零件結構，存在著基準不重合，測量困難等加工難點。筆者通過傳統加工工藝方法與現代數控的加工工藝方法進行對比，特別對專用測量工藝裝置結構、環形槽軸向尺寸的檢測方法[1]進行了較全面的闡述。其工藝方法可以為同類零件結構的加工、檢測提供參考。

圖1　產品結構圖

1　零件的結構及精度分析

如圖1所示的零件結構，在孔徑φ50 mm的深孔內部孔壁上，分布有均勻的五道環形槽，槽寬尺寸、同側槽的距離尺寸精度、多層環形槽與端面的距離尺寸均為8級精度，其尺寸偏差在0.03以內，環形槽加工中的各表面粗糙度小于Ra3.2.由此可見，針對這類零件的生產，其主要的難點就是環形槽軸向尺寸的加工與檢測。在機加工藝中，主要采取的是對環形槽進行車削加工，然后用刨削或插削的方法實現斷隔槽的加工[2]。

2　車削加工工藝方法的分析

2.1傳統的加工方法

在普通車床上加工，如C6140車床。單件小批量生產，通常精度的保證，主要是靠工人對刻度盤準確把握的程度，人為影響因素多，尺寸精度不穩定，并且加工勞動強度大。

在大批量生產中，普遍采取的工藝方法是利用不同尺寸的專用對刀塊與千分表配合實現對刀調整，同時，針對不同的軸向尺寸，更換不同的對刀塊來實現加工，其對刀塊的結構如圖2所示。對刀塊共六塊，長度A尺寸分別為（99±0.005）mm、（98±0.005）mm、（12±0.0025）mm、（24±0.005）mm、（36±0.005）mm、（48±0.005）mm.在此加工方法中，除了操作者的技術熟練、準確對刀外，裝置的調整一定要注意，對大拖板對刀面與對刀裝置配合面進行了磨削修復，使該面平面度精度≤0.01 mm，與床身滑道面（對刀裝置定位面）的垂直度≤0.01（見下對刀塊的結構）。

圖2　對刀塊結構圖

2.2現代數控車削方法

車削設備選用CNC數控車床，如：CK6140車床，在車削加工中，加工次序、工件安裝、刀具選擇基本上與傳統的車削方法大致相同，但其中工件的對刀方法比傳統的對刀方法有較大區別，其精度更高、操作更方便。

如圖3所示，雖然Z向的定位基準與設計基準不重合，在車削加工中會產生基準的不重合誤差，但在數控加工中，工件安裝完成后，每個工件的加工都以精加工以后的工件的右端面為基準，以端面中心為工件坐標系的零點編程，利用數控系統的刀具補償功能進行對刀，就能保證設計基準與每件加工工序基準重合，靠數控加工定位精度高，相對坐標編程的特點，減少因基準不重合產生的誤差。

圖3　工序略圖

3　環形槽軸向尺寸的測量方法

環形槽軸向距離尺寸測量也是一個加工重要環節，測量的準確性將直接影響加工精度。

環形槽軸向距離尺寸精度為8級精度，測量非常困難，采用常規測量辦法難以保證測量的準確性。若用距離塞規測量觀察困難和無法實測出實際數據，給切削尺寸的調整帶來困難。因此，我們選用可對比式距離量規（見圖4、圖5）[3]。

圖4　距離量規裝置略圖

圖5　工件測量示圖

3.1其量具的測量方法及步驟如下

（1）如圖4所示，將量具與校對規配合，調整好千分表、校對規與專用量具的合適位置，將千分表與量具旋緊固定，反復操作手柄測量幾次后，記下百分表示值。注意：千分表旋入，使千分表測頭與量具小觸頭面接觸并壓縮0.2 mm左右，旋緊緊固螺母緊定千分表。

（2）如圖5所示，量具體放入被測工件相對應尺寸的斷隔槽內，量具的后基面與工件口部內圓柱面φ50相貼合，保證量具的徑向定位利用量具的半圓弧面R25±0.01與零件進行徑向定位，量具的靜測頭、動測頭在在彈簧的作用下自然貼合零件的軸向測量面，實現軸向定位。

（3）用適當軸向力向后拉操作手柄多次后，將千分表上的示值記下。這時，就可以將現在的示值與剛才在校對規上的示值進行對比，其差值即為工件的軸向尺寸誤差。

（4）讀數完成后，然后用適當力量壓住彈簧，保證千分表處在空位狀態，取出量具體，然后放在安全位置上。

3.2測量特點

（1）量具體與千分表結合使用。在校對規上讀出標準示值，再與零件測量后的千分表示值比較，差值即為環距尺寸誤差。

（2）測量精確：充分利用千分表的示值精度，獲得具體、直觀的示值。

（3）當測量尺寸變化后，要重新更換不同尺寸的動測頭，或準備多套量具。

4　工藝效果

根據以上多道高精度環形槽加工工藝方法[4]，測量裝置在實踐中應用情況來看，由于應用現代數控車削的加工方法[5]和采取了較精密的測量方法，所以能更好地保證加工質量，并且生產效率有了很大的提高，一次性交驗合格率達95%以上，充分保證了該零件的設計要求和使用功能，達到了提高生產效率和經濟效益的目的。

參考文獻：

[1]廖念釗.互換性與測量技術基礎[M].北京：中國計量出版社，1988:50.

[2]黃天銘.機械制造工藝學[M].重慶:重慶大學出版社，1988:122.

[3]甘永立.幾何量公差與檢測[M].第9版.上海：上?？茖W技術出版社，2010:80.

[4]閆茂生.高級車工工藝學[M].第二版.北京:中國勞動社會保障出版社，2008：130.

[5]謝曉紅.數控車削編程與加工技術[M].第二版.北京:電子工業出版社，2008:70.

中圖分類號:TH16

文獻標識碼：B

文章編號：1672-545X（2016）04-0132-02

收稿日期：2016-01-17

作者簡介：吳衛（1970-），男，重慶江北區人，本科，高級工程師，研究方向：機械設計制造及自動化。

High Precision Ring Groove of Turning Method

WU Wei
（Chongqing Technology and Business Institute，Chongqing 400000，China）

Abstract：Mainly on the inner hole of the high precision multichannel annular slot parts turning process method，measuring method and measuring device were more detailed analysis，at the same time，the similar structure of traditional machining technology and modern computer numerical control（CNC）machining process method of comparison.

Key words:high-precision；cannelure；technological equipment；metering equipment；numerical control machine