AH130數顯鏜床加工懸臂軸的工藝分析

張鑫

摘要 鏜床主要用鏜刀對工件已有的預制孔進行鏜削的機床。通常，鏜刀旋轉為主運動，主要用于加工高精度孔或一次定位完成多個孔的精加工，以及孔精加工有關的其他加工面的加工。在生產實際中我們采用了多種工藝嘗試，在實踐中摸索，逐漸探索數顯鏜床新的加工模式，突破傳統思維，在加工軸伸類零件的方面積累了寶貴經驗。

AH130為普通數顯落地式鏜床，為我公司加工大型箱體類零件的主要設備，通常用于加工吊臂鉸接孔以及進行端面銑削加工，通過一定的工具工裝準備以及工藝流程安排，實現了懸臂軸類零件外圓的加工，完美的保證零件尺寸公差。

1.工件結構分析

在我公司生產的QYS-2ZⅠA隨車起重機中，采用的折疊臂式結構，其中固定臂采用的外伸懸臂軸式結構而非傳統的箱體是結構，在固定臂端有一懸臂軸，見圖1。懸臂軸的加工質量會直接影響折疊臂收縮的流暢，會直接關系到吊機的使用壽命，同時會影響到固定臂收回后是否與立柱之間產生干涉。因此在設計過程中對懸臂軸軸線與臂體中心線之間的垂直度誤差要求控制在0.2mm以內，同時尺寸公差要求也極為嚴格，這樣對于懸臂軸的加工就顯得至關重要了。根據圖1可知由于懸臂軸軸伸較長，焊接定位止口短，同時臂體焊接板材為5mm的TQ460MCD薄板。

2.工藝分析

在初期的工藝分析中，我們采取的工藝方法是：懸臂軸精加工完成后，再通過臂體上的基準孔與臂體的組對焊接。

工藝流程為：下料→懸臂軸粗加工→懸臂軸精加工→組對焊接→去應力處理。

由于TQ460板材為高強度板，對于焊接過程的要求及參數的控制要求極高，同時我們所采用的為5mm的薄板，焊接后板材焊接變形及內部殘余焊接應力不易控制，導致在焊接完成后懸臂軸與臂體基準面垂直度超差在1.5-2mm左右，顯然不能達到使用要求。

經過工藝分析，我們調整工藝路線為：①懸臂軸單件粗加工（外徑留余量4mm，端面留余量1.5mm）；②懸臂軸與臂體組對焊接；③懸臂軸精鏜加工。加工設備采用AH130數顯落地鏜床。

工藝流程為：下料→懸臂軸粗加工（外圓留余量）→組對焊接→去應力處理→懸臂軸精加工。

3.加工方案選擇：

3.1根據工藝分析，我們選定了兩種加工方案：

方案一：通過鏜床自帶平旋盤及其配備的平旋盤刀座進行加工。但因懸臂軸較長，平旋盤刀座安裝刀桿后伸出較長，導致工具系統剛性較差，在加工過程中鏜刀桿的顫動會導致加工尺寸超差、圓周表面粗糙度不達標等現象；同時在加工過程中會出現“讓刀”現象，導致軸伸出現錐面現象，工件加工完成后質量不能完全滿足要求。

方案二：通過設計專用外圓鏜刀桿，進行懸臂軸的精加工。專用外圓鏜刀桿結構如圖2所示，主要由兩部分組成，右端為標準莫氏6號錐柄，采用40Cr材質 經調質處理后加工成型，然后進行表面熱處理；右端設計為φ160×15套筒，材質為35#鋼材經調質熱處理后加工成型，然后進行表面熱處理；能夠極好的保證刀桿的剛性，同時材料簡單，加工低廉。

3.2刀具選擇：

刀具選擇彎頭鏜刀，焊接刀具，如右圖所示；加工時，為保證刀具剛度，前角不宜過大，一般控制在5°～15°以內，后角一般控制在6°～12°以內，精車時后角可適當選擇大一些，在前刀面應磨削出卷屑槽，便于排屑和散熱。刀片材質選用YT類，粗加工選用YT5，精加工選用YT10或YT15。

3.2切削速度及進給量選擇：

粗車時，切削速度v=40-60m/min，進給量f=0.5-1mm；精車時，切削速度v=60-80m/min，進給量f=0.2-0.4mm。這樣既能避免轉速過高引起鏜刀桿失穩，又能保證工件能夠獲得較好的表面質量。

4.結語

鏜床已經不僅僅局限于孔的加工，隨著技術的不斷進步，新工具工裝的開發，數顯鏜床所能實現的加工方式會不斷增加，懸臂軸加工只是其中的一角，我們會在實踐中不斷探索進步。

參考文獻：

[1]孟少農. 機械加工工藝手冊 [M]. 北京：機械工業出版社，1996：8-129.

[2]王先逵. 機械制造工藝學 [M]. 北京：機械工業出版社，2006.

[3]楊叔子. 機械加工工藝師手冊 [M]. 北京：機械工業出版社，2001.

[4]付榮柏. 起重機鋼結構焊接技術[M]. 機械工業出版社，2008.