內徑表漲簧式測頭數控車加工工藝改進

董經傳

（哈爾濱量具刃具集團有限責任公司，哈爾濱150040）

內徑表漲簧式測頭數控車加工工藝改進

董經傳

（哈爾濱量具刃具集團有限責任公司，哈爾濱150040）

針對傳統加工工藝加工小規格內測表測頭的難題，采用數控加工工藝，并對鉆孔容易偏的問題提出改進措施。

漲簧式；小規格測頭；數控加工

0 引言

內徑表是將活動測頭的直線位移通過機械傳動轉變為百分表指針的角位移，并由百分表進行讀數的內尺寸測量工具，它是機械制造行業孔加工的一種重要量具。從規格來看，常用內徑表的測量范圍可以從2～500 mm不等。

1 內徑表結構及加工難點

圖1 常用內徑百分表

圖2 6 mm漲簧式內徑表

圖1是生產中常用的一些內徑表。內徑表主要是由測桿、測頭、百分表等組成。在內徑表的生產制造中，由于小規格內徑表的各個部件要求精度高、尺寸小，因此在加工中是個難點，特別是6 mm以下的內徑表。目前小規格內徑表主要有漲簧式和鋼球式兩種，圖2為哈量集團生產的 4～6 mm漲簧式內徑表。

其中漲簧式內徑表的關鍵部件就是漲簧式測頭，它的精度對內徑表的測量精度起著關鍵作用，同時它也是內徑表中使用率最高、最容易損壞的部件。如圖3所示，是測量范圍在5.5～6.1 mm的漲簧式測頭的車削工序加工圖。

圖3 5～6.1mm漲簧式測頭車削工序簡圖

從圖3中可以看出，漲簧式測頭車削工序加工的幾個主要尺寸是加工中的難點，主要的技術要求有：φ2.2孔深為45.5 mm，所有外圓對φ2.2孔的同軸度要求在0.05 mm以內，還有就是測頭中間部分的薄壁處只有0.7 mm，加工中非常容易變形。由于受技術條件和生產設備制約，多年來小規格漲簧式測頭的加工一直處于低效率、高廢品率的狀態。在實際生產中，最容易產生廢品的就是φ2.2孔和外圓的同軸度，同軸度不好還容易導致成品的測量精度低。因此要提高內徑表的一級品率，漲簧式測頭的車削工序加工精度非常關鍵。

在以前的生產中，各規格漲簧式測頭的加工都是在普通車床上。要滿足圖3所示的各技術要求，需要多次裝夾加工，生產效率低下，廢品率高；同時各關聯尺寸加工的不穩定，直接影響后序生產的效率和加工精度。

2 數控加工工藝

近年來隨著數控設備的普及，許多關鍵產品的部件都采用了數控機床加工，不但提高了加工效率，而且產品精度也有了極大提高。小規格內徑表測頭自從采用數控車床加工以來，不但解決了以前的低效率、高廢品率問題，而且拓寬了產品的加工范圍，以前在普通車床上難加工的一些規格，如今在數控車上都很輕松地完成加工。5.5～6.1 mm漲簧式測頭在數控車上加工的工藝改進過程如下：

根據以往的加工經驗，數控車加工和普通車床加工在本質上沒什么區別，但數控車床的自動化程度、加工精度、加工效率及穩定性要遠遠高于普通車床。而要保證圖3所示測頭精度要求，最關鍵的還是如何選擇工藝和刀具。

在加工時，根據零件的特點，可以選用機床的卡盤直徑為150～250 mm的普通數控車床，要求尾座能在編程中自動進給，同時壓力可調。當機床刀塔為后置時，選用的主要刀具有：外圓粗精車刀為SVJBL2525M16；外螺紋車刀為SER2525M16；最好選用寬度為1.5 mm的切斷刀。

具體的加工步驟如下：1）裝夾工件，卡盤端露出65mm，粗、精車工件的右端面至尺寸；2）用φ1.5中心鉆打中心孔；3）鉆φ2.2孔至尺寸45.5 mm深，用φ2.2平刃鉆頭鉆至45.5 mm深；4）尾座壓力調至0.5MPa，移至工件右端，頂住φ2.2孔；5）粗、精車所有外圓至尺寸；6）車M7×0.5-6g螺紋至尺寸；7）使用切刀將R2左側外圓刀車不到的地方切至尺寸；8）尾座退出，回到原點位置；9）切刀將工件切斷，保證總長。

通過上面的工藝分析可以看出，這樣的工序安排能保證零件一次裝夾完成加工，這就為滿足內孔和外圓的同軸度要求提供了保證。但在實際加工中，由于外在的因素，圖樣所示的φ0.05 mm同軸度要求很難保證，主要有以下幾個原因：一是鉆孔的尺寸小而深，深度達到了45.5 mm，很容易鉆偏；車外圓時，由于受到切削力的作用，細長軸工件很容易變形；還有就是材料內部組織不均勻、加工變形等原因，都會導致鉆孔的直線度出現偏差。

3 改進措施

針對鉆孔容易偏的問題，通過多次試驗，在后面的加工工主要采取了以下兩個措施：1）外圓加工選用較鋒利的刀具，這樣引起的變形就會減小，同時采用小吃刀、慢走刀，增加線速度。而且加工中要充分冷卻。2）鉆孔的φ2.2鉆頭盡量選用優質或者整體磨制鉆頭，例如我們選用的是德國TITEX鉆頭，實際使用效果很好。

經過改進，在測頭加工中能夠很好地保證圖樣的技術要求，同軸度在φ0.05 mm的工件能達到95%以上，完全能滿足使用要求。不但實現了實際生產中產品一次交檢合格，而且內徑表的產量也上了一大臺階。

借鑒上述經驗，我們又開始試驗加工更小規格的測頭。小規格的測頭要求孔和外圓同軸度更高，才能保證裝配后的精度要求，因為測桿在測頭里的間隙更小，孔的同軸度不好會直接影響測桿的直線運動，不能保證內徑表的使用精度。

按照上述方法，對小測頭加工程序和工藝進行了多次改進后，各關鍵尺寸都能滿足圖樣的技術要求，但在φ4 mm以下的測頭加工中鉆孔的同軸度成了最難解決的問題。在實際生產中，經常有超過20%的工件鉆孔的同軸度大于φ0.05 mm，調整刀具和加工程序也很難解決。為此，我們試著將毛坯件進行悶火處理，使材料的內部組織更均勻，防止加工中產生的變形及其因組織結構不均勻導致的加工誤差。實驗結果非常理想，通過毛坯件的熱處理工藝，加工中鉆孔的同軸度精度有了極大提高，其合格率已經達到了97%以上。

通過一段時間對內徑表測頭數控車加工工藝的改進，我廠漲簧式測頭加工精度和產品合格率都有了質的飛躍，不但完全能滿足生產的需求，產品裝配后的一級品合格率也比以往有了極大的提高。

（編輯：立 明）

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1002－2333（2014）04－0211－02

董經傳（1957—），男，工程師，從事機械設計及工藝設計工作。

2013-11-12