卧式车床高效加工精密角度夹具_杨楚辉.pdf

2023年 第5期 冷加工63机床/附件/工装Machine Tool/Accessory/Fixture卧式车床高效加工精密角度夹具杨楚辉佛山市高明区高级技工学校广东佛山528000摘要：主要针对卧式车床加工锥度进行探讨研究，采用磁性表座与万能角度尺及部分工装对车削角度进行校正，以达到高精度角度车削的要求，降低劳动成本，提高加工生产效率及零件精度。通过比对传统锥度校正方法精度得出结论，利用该夹具车削锥度大大提高了加工的稳定性及精度。关键词：夹具；锥度；角度；百分表；校正1 序言由于卧式车床加工具有一定精度的锥度零件时，其校正手段非常繁琐，加工精度直接与操作人员的专业技能水平相关，对于经验不足的操作人员而言，普遍存在加工精度不可靠、加工效率低和时间成本高等问题，所以为了适应一些高精度锥度零件的加工，在保证安全、效率、精度和时间成本的情况下，设计制作一款可忽略操作人员经验水平的锥度校正夹具是非常重要的。下面笔者就卧式车床如何加工零件锥度的问题进行探讨。2 车床角度加工2.1 零件加工要求笔者加工图1所示的零件时，采用CA320卧式车床，零件为单件，角度要求精度较高，如果采用传统车削锥度加工方法，通常为以下两种。图1零件2.2 常用角度零件加工方法（1）采用磁座百分表加工方法如图2所示，利用磁座百分表进行校正，将工件表面加工好，小滑板刻度调整为整数；方便换算，将磁座吸附在滑板上，使百分表的测量头垂直接触在工件表面上1。转动小滑板观察百分表移动的数值h，当h等于圆锥半角/2的正切值与B的乘积时，小滑板的角度正确；如不相等，需继续微调小滑板转动角度，重复上述动作，直至相等为止，再将小滑板锁紧，换算函数及加工2。a）实物b）原理图2磁座百分表加工方法（2）采用锥度量规加工方法锥度量规是利用标准量规涂色检测工件锥度的大小。主要是在粗加工完毕后，进行工件角度精车，精车时，圆锥套规能套上锥体一半，即可检验并校准锥度。在用圆锥套规检验前，应使圆锥表面粗糙度值Ra3.2m，检验时将圆锥套规轻轻套在工件圆锥表面上，摆动套规，如发现配合有间隙，套规能摆动，说明角度2023年 第5期 冷加工64机床/附件/工装Machine Tool/Accessory/Fixture不正确。如大端有间隙，说明角度小了；反之，小径小时，说明角度大了。慢慢根据判断出来的角度大小摆动小滑板的角度进行试车削，直至套规大小端不摆动、无间隙为止，说明锥度基本正确。再用涂色检验法做精确检验，如图3所示，根据接触面积的大小和位置来判断角度的大小，再进行简单微调试车削，圆锥套规和工件圆锥面接触面积65%时，即可进行锥体尺寸切削加工3。图3涂色检验2.3 传统方法校正车床角度存在的问题1）用百分表校正角度这种方法，考虑到百分表与工件接触时不可能百分百垂直，有一定的误差，加工精度较差，不适合高精度角度加工，同时这种方法还需操作人员掌握函数值换算等数学知识。2）虽然用套规检验锥度车削方法精度高，但是用时较长，同时特别考验操作人员的经验水平，加工效率不高，时间成本较高。以上两种方法都需要操作人员不停地校正、微调小滑板、试车，导致生产效率低、劳动强度大，同时对操作人员水平要求较高。3 角度夹具的应用3.1 夹具工作原理笔者在近几年的零件加工教学及生产过程中，摸索出了一套可在卧式车床上实现快速校正锥度加工的辅助夹具，主要利用磁座及万能角度尺对角度进行校正，夹具如图4所示。其工作原理如下：此夹具可根据工件角度进行微调，夹具所用角度尺为机械万能角度尺，车床采用某台普通卧式车床，一般可针对0320角度工件加工。首先把夹具装在磁座表面1处螺纹处，用螺钉紧固，该夹具可依据机床实际高度调整夹具高度，把万能角度尺装夹在夹具上，先预紧2处螺钉，压紧角度尺，把磁座吸附在车床中滑板处，利用3处螺纹对角度尺进行微调，找正角度尺基尺平行，将角度尺开到所需加工零件角度，再将杠杆表搭配磁性表座吸附在小滑板上，将小滑板摆正到所需角度，使杠杆表表针触碰在万能角度尺上，沿着小滑板转动路径，利用铜棒或者铝棒对小滑板进行校正，直到杠杆表与万能角度尺平行，再锁紧小滑板。a）二维图b）实物图4夹具3.2 角度尺的校正需提前校正好万能角度尺的误差。用图5所示的三坐标测量仪校验其误差，以便得出此量具自带的图5三坐标检测2023年 第5期 冷加工65机床/附件/工装Machine Tool/Accessory/Fixture量具误差，再在接下来的校正过程中叠加其量具误差，从而得到更加精确的校正值。3.3 夹具在车床上的应用此夹具降低了校正卧式车床角度的操作难度，使校正角度更加系统化、精确化，大大提高了角度校正的精准度及普及化。具体操作方法如图6所示，开粗完锥体后，将辅助夹具吸附在车床床身上，找正夹具水平，再把万能角度尺装夹在中滑板处进行万能角度尺找正，然后根据工件角度调整好角度，利用杠杆表进行校正，基尺校正如图7所示，角度校正如图8所示，此方法校正精度可达2，此过程用时3min。图6操作方法 图7基尺校正 图8角度校正 工件加工过程：先钻孔粗加工内外圆尺寸，再开粗锥度精加工内外圆，将磁座吸附在中滑板上校正，再进行切断、调头精加工。加工过程如图9图12所示。3.4 夹具角度校正与传统校正方法对比分析如果采用以上两种传统加工手段加工，校正时间与操作人员水平有关，笔者经过实测以上两种加工手段，发现利用百分表加工会花费8min，且加工精度较低；而利用锥度套规含试车时间则需要20min，时间较长、精度高。如果采用笔者制作的夹具，校正好角度只需要3min；用时短且加工精度较高，加工精度可达2。当生产高精度角度件时，可用此夹具校正，拉平行即可，省去了大部分人工辅助过程，同时也使新手能适应高精度角度车削，保证了产品的加工质量。4 结束语从所完成的工件来看，利用夹具加工，可以得到如下结论。1）节省了校正时间，降低时间成本。2）提高了工件精度，提高产品质量。3）可普及，使新手能够尽快熟练掌握车削角度加工方式。4）此夹具可根据实际机床高度实时调节工装高度，应用性更强。参考文献：1 李文利.车圆锥中转动小滑板法的应用J.职业，2014（18）：181-182.2 蔡海鹰.用百分表快速找正小滑板转动角度J.科技视界，2015（4）：288.3 韩英树.高级车工技能训练M.北京：中国劳动社会保障出版社，2006.20230210 图9开粗 图10钻孔 图11校正锥度 图12成品