絲錐磨床三角套筒的工藝分析

(西北機器有限公司，陜西 寶雞 722405 )

1 絲錐磨床主要結構及工作原理

本機床由床身、工作臺、砂輪座、砂輪箱、尾架、傳動裝置、自動進給和自動補償機構、砂輪修正器、電器設備、油箱、冷卻箱等部分組成。

1)床身呈方形，機床各主要部分均安裝在床身上。在床身上有縱橫2條導軌前面導軌系和床身鑄為一體，工作臺裝在上面，2根橫導軌是固定在床身上的，平導軌及V型導軌上均放置帶有滾柱的保持架，砂輪座放在上面，可輕便地沿著滾動導軌前后移動。

2)工作臺與床身上分別安裝2條交叉滾柱導軌，在其上部也有2條導軌，尾架就放在上面，縱向進給絲杠，固定在工作臺上，而螺母座是固定在床身上的。 工作臺的縱向移動是通過左端帶減速機的伺服電機通過1對齒輪傳到絲杠，帶動工作臺縱向往復移動。

3)砂輪座放置在機身的橫導軌上，砂輪座后端安裝有砂輪座進給伺服電機，完成砂輪座自動橫向進給機構和自動補償，砂輪座進給絲母安裝砂輪座并底部固定在床身上。砂輪座快進時，在帶減速器的進給伺服電機控制下，快速推動其進給5 mm。

4)砂輪箱用4個螺釘固定在砂輪座上，砂輪座上的定心塊剛好鑲入砂輪箱上凹入的扇形槽內，當旋轉砂輪箱頂住絲杠時，撥塊便帶動砂輪箱上下移動，使之圍繞定心塊的中心轉一角度，使砂輪軸傾斜，其角度值應根據磨制不同螺紋的螺距及中徑所計算出螺紋升角來調節砂輪軸的傾斜角度。砂輪軸的轉動由裝在砂輪座上的高度平衡的電機帶動，轉速通過調節皮帶輪的皮帶所在槽的不同位置來實現。

5)尾架主要由下滑座、上滑座，以及三角套筒組成，下滑座是下底面的2條導軌與工作臺上的導軌配合，旋轉手柄便可由偏心軸等零件夾緊。手柄為保證尾座頂尖與工作臺頂尖水平方向同心的調節作用，刻度值為0.005 mm，調節后由螺母緊固。拆卸頂尖時，需要旋轉手把，使之靠近頂尖，扳動手柄即可。

6)橫向進給機構和自動補償機構。本部件安裝在機床橫導軌的中部，砂輪座橫向進給絲杠與進給伺服電機直連，完成砂輪座自動橫向進給機構和自動補償，為砂輪箱的進給之用。工作時，砂輪座快速推進5 mm后，砂輪箱的進給伺服電機按計算機設定的進給量進給。當砂輪修整時，砂輪修正器在砂輪修正伺服電機驅動下，使托板前進一個修整量，同時，在計算機控制下，在橫向伺服電機驅動下，使砂輪座前進相應的距離，此距離與砂輪的修整量一致，因而砂輪座得到補償，即砂輪修整后，不需再對刀。補償準確與否還與金剛筆鋒利程度、砂輪等因素有關。調整砂輪修整量通過計算機設定參數，其修整量為0.01、0.02、0.03 mm。

7)砂輪修整器。本部件固定在砂輪座上。修整時由油缸移動拉桿，帶動金剛筆夾具回轉，從而達到修整作用。砂輪修整器中心和砂輪厚度中心的對準由固定在鑲條上的螺釘來調節。行程開關是用來使修整器往復及停止用的。砂輪修整的角度由刻度尺示出。當底座上的黑刻線對準刻度尺上的60°刻線時，則修出的砂輪角度為60°，當底座上的紅刻線對準55°刻線時，則修出的砂輪角度為55°。

2 三角套筒工藝

1)此三角套筒為絲錐磨床的關鍵零件，也為易損件。零件材料特殊，主要加工面的精度要求及粗燥度要求比較高，對毛坯要求經過鍛造、正火處理，零件加工過程中容易變形。

技術要求及參數：①三角套筒3個面A、B、C、三面及1號錐度孔滲碳淬火HRC59滲碳厚度1.0～1.2。②平磨A、B、C的粗燥度達8級以上，且A、B、C面度平面度允差0.005。③莫氏錐孔中心線對平磨A、B、C的不平行度允差0.010/100。④莫氏錐孔中心線與三角形A、B面的不對稱性允0.2。

2)材料分析，此零件材料為20 Cr，直徑Φ80，長152 mm。材料為低淬透性滲碳合金鋼，碳C:0.18～0.24；硅Si:0.17～0.37；錳Mn:0.50～0.80；鉻Cr：0.70～1.00。該鋼淬火、低溫回火后具有良好的綜合力學性能，低溫沖擊韌良好，正火范圍：溫度920 ℃～950 ℃，硬度156～179 HBS，20 Cr回火脆性不明顯，滲碳時鋼的晶粒有長大傾向，所以要求二次淬火，以提高心部韌性，不宜降溫淬火，該材料較好的淬透性，中等強度的韌性。經過滲碳淬火表面強化處理后，會獲得細針狀回火馬氏體，硬度為58～40 HRC，為了提高表面耐磨性，需要進行滲碳處理，然后再進行淬火和低溫回火，從而保證表面具有很高硬度和高耐磨性，而心部具有良好的韌性。

3 工藝流程

①鍛件毛坯放加工量。②正火處理920 ℃～950 ℃。③裝夾定位，將工件固定在銑床上，保證底面與床面平整，銑36上面，放加工量2～2.5 mm，銑47兩面按51做，銑長短152按157做，均達粗糙度6.3，銑A、B、C各面放加工量0.5 mm。④夾搞正：鉆莫氏1號錐孔按Φ9鉆通，與各面平行允差不大于0.1 mm； 鏜鉸莫氏1號錐孔留量0.1～0.15 mm，達粗燥度7級；考慮左端面有2.5 mm留量，嚴格控制錐孔大端尺寸，考慮各面留量。⑤表面滲碳處理：孔表面不允許有坑點，滲碳前將孔清理干凈。⑥鉆鉸莫氏1號錐孔留研量0.04～0.05 mm，粗糙度達7級，(按錐度按錐度1：20.047)考慮左端留有2.5 mm加工量。⑦劃線。⑧以錐孔定位，銑36上面，47兩面各放磨量0.2～0.25 mm，銑152右端面成，粗燥度達5級 (考慮左端面放量2～2.5)銑12槽及0.5凹臺成，12+0.2按12+0.05做，均達粗糙度5級，倒角加深留量。⑨ 夾搞正：以錐孔定位，車152左端面放量0.3～0.4 mm ，車Φ28外圓留量0.8～1 mm，車臺肩面及槽成。修光右上端粗燥度6級銑面，12+0.2按12+0.1做，去毛刺，棱角。以錐孔定位，鏜Φ17孔臺成。淬火HRC52。以錐孔為基準，搞正，磨A、B、C各面，留精磨量0.2～0.25 mm。定性120±10℃24 h。以錐孔定位，車Φ28外圓及粗燥度7級端面成。研錐孔成。以錐孔為基準，精磨A、B、C面成。去毛刺，棱角 砂光36上端粗燥度6級面及槽成。

4 專用工具

鏜床將莫氏一號錐孔及Φ17孔先按Φ9鉆通，留加工量0.1～0.15 mm，待滲碳后鉆鉸錐孔留研量0.04～0.05 mm，最后用研磨芯子研錐孔成。錐度芯子ZF286-132，將錐度芯子裝入莫氏一號錐孔內，搞外端外圓與A、B、C三面平行，保證了零件精度要求。

5 結語

經過小批量試制和裝配試車，此工藝流程的編制和專用工具合理可行，解決了產品零件加工過程的變形、易損問題，保證了加工后的尺寸精度及粗燥度要求，滿足了零件質量要求和裝配需求，圓滿地解決了國產化自制件代替進口件的研發任務，節約了生產成本，縮短了生產周期，為研發類似的產品提供了詳細的參考。