后橋殼琵琶孔加工圓度超差原因分析及解決辦法

長春職業技術學院（吉林 130033）劉雅榮

橋殼琵琶孔圓度、端面平行度超差，直接影響汽車差速器定位精度，影響汽車傳動齒輪的壽命及橋殼加工中下幾道工序以該孔為定位的精度，使整車整體質量嚴重下降。輕者造成整車裝配困難，嚴重的會造成汽車傳動齒輪打齒。因此解決琵琶孔加工圓度、平行度超差問題是個值得探究的問題。

1.橋殼琵琶孔工序簡介

鑄造后橋殼材料為QT450，加工比較困難。該序加工工藝為鏜琵琶孔兩孔一面。機床為自制組合專用機床。專用夾具采用了橋殼兩端的精車后法蘭面作為定位基準和主夾緊點（自定心機構中的形塊定位），利用上序T68鏜床精鏜的一端琵琶孔的端面作為輔助定位（定位部分為40mm×40mm的兩個定位塊，分布在垂直于橋殼兩端半軸孔軸線上下端面上），輔助夾緊方式采用為琵琶孔外側毛坯面均布4點。夾具夾緊方式全部采用液壓缸實現的液壓夾緊。刀具采用組合刀。一個刀體前面一組為兩把刀，分為前粗后精，鏜遠離機床的一個琵琶孔，后面一組刀具有三把刀，分為粗鏜孔、精鏜孔、倒角，采用同一刀體多刀排列能很好保證被加工孔的同軸度。端面加工采用組合機花盤帶二把刀一次成形。加工琵琶孔時，遠離機床的孔先粗鏜，鏜完后，靠近機床的粗鏜刀再進行粗鏜，然后精鏜也按該順序加工。分開進刀是避免因粗鏜加工余量大造成機床損壞及精鏜時保證加工精度。被加工件簡圖如附圖所示。

零件簡圖

2.原因分析

根據加工結果，結合實際，列舉影響超差因素，進行排除篩選后，認為造成琵琶孔圓度超差問題可能有如下原因：

（1）組合機床主軸的軸承間隙可能過大，造成刀體擺動，使加工刀具的運動軌跡為橢圓，加工件的尺寸必然超差。

（2）刀具為偏心懸臂，造成動不平衡，加劇了機床主軸負擔，使機床軸承的徑向間隙全部疊加到被加工的孔中，而工件由于是鑄造件，整個加工的圓周上刀體受力是不均勻的，加工刀具的運動軌跡為橢圓，將會產生被加工孔的圓度超差。

（3）輔助夾緊的位置及夾緊力不合理，造成工件發生微小變形，孔加工完后，因外力消失，工件變形恢復，使被加工的孔變成了橢圓。

而端面平行度超差有如下原因：

（1）夾具的輔助定位裝置定位不合理，造成定位面不能很好地接觸到輔助定位塊上，另外采用兩點定位，工件發生傾斜可能性很大。加工過程中，工件在切削力的作用下發生微小顫動，定位點與加工件的端面有間隙時，工件在加工中會發生沿軸向轉動，發生傾斜現象，造成平行度超差。

（2）輔助定位鎖緊力不夠，即使定位點將工件定位正確位置，由于切削力的作用，輔助定位點發生后縮，造成工件發生轉動、傾斜。造成工件的輔助定位鎖緊失去應有的功能，從而使被加工件中定位面與加工面平行度超差。

（3）機床花盤溜板間隙大，刀具的受力大小發生變化時，花盤的間隙就反映到加工工件的平面度上，造成公差累積，使平行度超差。

3.解決辦法

針對以上對琵琶孔加工圓度超差原因分析，我們采取以下辦法：

（1）調整測量主軸的軸向竄動及軸向游隙（即主軸在正、反轉瞬時的游動間隙），使其軸向竄動控制在0.0lmm范圍內，軸向游隙控制在0.01～0.02mm左右。如仍有超差現象，則需再進行調整。

（2）在刀體的對稱一側加平衡塊，根據計算，選擇合適大小的、合適位置的平衡塊安裝在刀體的另一側來消除動不平衡。

（3）輔助夾緊位置調整到后橋殼的分模線位置，調整夾緊液壓缸壓力，經多次試切、檢測，反復驗證后，確定最佳油液壓力，最終消除工件夾緊變形。

對端面平度超差采取的辦法為：

（1）將輔助浮動定位裝置的定位塊改成直徑為15mm的圓柱銷，減小接觸面積。將原裝置兩點定位改成三點均布在定位端面定位。

（2）將浮動輔助定位的鎖緊銷錐面由原先15°角改成10°，使其具有足夠的鎖緊力，保證定位精準可靠。

（3）花盤溜板間隙調整到0.0lmm之內，消除因設備間隙的原因造成端面加工的誤差。

4.加工效果驗證

經過以上加工、測試后，測量琵琶孔加工實際尺寸為一側，423.1mm，另一側423.18mm，孔的圓度合格。端面與另一端面平行度達到0.1mm，圖樣為0.2mm。批量加工生產后，每天首末件檢測，持續一個月，孔公差帶穩定在0.18mm范圍內，尺寸穩定，平行度穩定在0.10mm，達到了改進效果。