擠出壓片機軸承座/蓋軸承孔單件加工精度保證方法

王洪鍵

(大連橡膠塑料機械有限公司， 遼寧 大連 116036)

1 零件介紹

雙螺桿擠出壓片機主要分為擠出裝置和壓片裝置，其中擠出裝置中重要的零部件為機筒、螺桿、軸承座/蓋，由于螺桿與機筒之間安裝后存在間隙要求，且螺桿是安裝軸承座/蓋內，螺桿的螺旋端懸伸在機筒內部，所以如圖1所示，機筒錐孔的中心線與軸承座/蓋軸承孔的中心線同軸度需要有一定的精度要求。

圖1 機筒軸承座/蓋組立

由于軸承座/蓋圖紙如圖2所示要求在小端中心孔距離為A±0.1，單件加工軸承座/蓋無法保證A尺寸精度，所以為了機筒錐孔的中心線與軸承座/蓋軸承孔的中心線同軸度的做法是將機筒與軸承座/蓋進行組立形成組合件，以加工好的機筒內錐孔為基準采用臥式加工中心旋轉工作臺方式鏜銑加工軸承座/蓋軸承孔，進而保證當螺桿裝入軸承座/蓋滿足螺桿螺旋部位與機筒之間間隙滿足設計要求。

圖2 軸承座尺寸示意圖

2 原加工工藝存在的問題

目前雙螺桿擠出壓片機的機筒與螺桿需要組立加工，在生產過程中會有以下缺點：

（1）機筒的生產進度直接影響生產軸承座/蓋的加工進度，比如機筒延期，則造成一系列相關配作件順應延期。

（2）軸承座/蓋與機筒均無互換性，零件在公司內部無法串用并且用戶無法單獨購買，不能夠靈活的滿足生產需求。

（3）由于組立，則需要較大的臥式加工中心進行加工，加工成本較高。

3 新加工工藝解決方案

機筒與軸承座/蓋組立加工，主要是為了保證機筒的14°中心線與軸承座/蓋14°軸承孔中心線同心，其余要保證機筒底面與軸承座底面一平，機筒頂面與軸承蓋一平，詳見圖1、圖3所示，利用轉換加工基準保證單件加工精度，即可滿是以上所有條件，即可取消組立加工。

圖3 機筒與軸承座/蓋組立示意圖

為了保證不組立即可保證裝配精度要求，且底面與頂面在同一平面內，則需要重點控制以下尺寸，如圖4軸承座/蓋圖紙所示：

圖4 軸承座/蓋重點尺寸控制圖紙

由于軸承座/蓋采用四軸臥室加工中心加工，加工兩邊83°斜面時，需要左右旋轉機床工作臺各7°，加工大平面，所以還要保證A±0.1常規方法無法加工保證，現解決方案如下：

在軸承蓋上端加工Φ20工藝定位銷孔，加工位置如圖5所示，定位銷孔理想加工為直邊83°兩大平面偏置一定距離L1后正中心交點位置，如圖6所示。

圖5 工藝定位銷孔位置

圖6 偏置后交點位置

以83°斜面準確定位工藝銷孔方法如下（前提軸承座/蓋關鍵部位留量為：83°大平面單邊余量4 mm，軸承孔各部單邊余量4 mm）。

經過分析若想準確確定交點位置，必須計算出該交點坐標，才能夠精確的加工該工藝定位銷孔，現根據要求，建立以下數學模型：

已知條件：如圖7所示，已知點（0,0）、點（X1,Y1）在直線L1上，點（X2,Y1），點（X3,Y3）在直線L2上，直線L3為直線L1平移距離L得到，直線L4為直線L2平移距離L得到，求偏移后的直線L3與L4交點（X，Y）坐標。

圖7 已知條件示意圖

交點（X，Y）求解方法如下：

直線L1的截距式直線方程為：

轉換成直線的一般方程為：

直線L2的兩點式直線方程如下：

轉換成直線的一般方程為：

則可以將直線L3方程設為:

由于偏移量為L，則根據兩直線距離公式得：

則可以將直線L4方程設為:

由于偏移量為L，則根據兩直線距離公式得：

由（1）（2）（3）（4）（5）（6）方程解的：

根據上述所推導公式，則軸承蓋上定位銷孔在龍門加工中心加工操作方法如下：

此種數學模型的計算方法優點之處不限制零件的裝夾方式，工件可以隨意擺放，無需在機床上嚴格找正，大大的減少了操作者的工作強度，并提高了工作效率。

第一步：使用銑刀或找正棒，靠在工件83°斜面左面，并將機床坐標清零得到A點坐標（0,0），如圖8所示；

圖8 操作第一步示意圖

第二步：使用銑刀或找正棒，靠在工件83°斜面左面另一個位置，盡量遠離A點，并記錄坐標B點坐標（X1,Y1），如圖9所示；

圖9 操作第二步示意圖

第三步：使用銑刀或找正棒，靠在工件83°另一斜面一個位置，并記錄坐標C點坐標（X2,Y2），如圖10所示

圖10 操作第三步示意圖

第四步：使用銑刀或找正棒，靠在工件83°另一斜面另一個位置盡量遠離C點，并記錄坐標D點坐標（X3,Y3），如圖11所示；

圖11 操作第四步示意圖

第五步：將A、B、C、D坐標帶入下列公式，根據公式（7）（8）算出交點坐標（X，Y），注意公式中：L=d/2+L1+余量。d代表找正棒直徑，L1代表偏移距離）為防止計算錯誤，減小發生錯誤的可能性，可利用數控加工中心編程模塊函數運算功能，可以將公式直接輸入機床程序中，讓程序自動計算X,Y坐標值。

第六步：按算出交點坐標（X，Y）進行加工Φ20銷孔即可。

銷孔位置已確定好，將工藝銷裝入銷孔中，將軸承座/蓋以底面為基準裝夾在臥式加工中心上，按工藝銷為基準保證A±0.1尺寸精度，然后進行銑83°斜面和鏜軸承孔，確定軸承孔位置具體操作方法如下：

第一步：

按中心腰線及83°斜面（前后）線，分別參考軸承孔，找正工件；

第二步：

（1）如圖12所示機床工作臺旋轉7°，使用立銑刀或找正棒，左右分別靠Φ20找正銷，找出銷X方向中心線，機床X軸坐標清零。

圖12 機床找正定位銷方法

（2）使用刀盤，找出Z軸方向銷孔中心線（注意銷大小為Φ20，定心時不要忘記銷半徑）。

第三步：

（1）按找好的零件，按圖示位置，X方向機床跑A1，Y方向已軸承座底面為基準向上偏移B±0.05，確定左側軸承孔位置零點位置，并清零，確定左側軸承孔中心位置。

其中A1距離按照三角函數計算與A和L1的關系為：

（2）銑左側83°斜面，保證斜面距找正銷孔中心線位置距離為L1，銑削長度為83°斜面交線到軸承孔中心距離減掉刀具半徑即：銑削長度LL=A/（2cos7°)-D/2，其中D為銑刀刀盤半徑。

第四步：

機床往另一方向旋轉7°，以同樣的方法確定另一側軸承孔位置，銑右側83°斜面（注意：軸承孔軸向尺寸，均以83°斜面為基準進行測量）。

以上講述內容為如何精確的控制兩軸承孔中心距的轉換加工方法，為達到裝配精度與互換性，其余尺寸按圖紙尺寸加工即可。

在實際加工過程中，往往存在很多因素可能導致定位銷位置不能夠保證與軸承孔位置關系，需要借鏜軸承孔，借銑83°斜面，則利用上述加工方法不能夠滿足所有加工需求，則需要重新計算軸承孔位置并加工，具體需要確定的參數如下圖13所示，計算方法如下：

圖13 確定參數數據示意

第一步：確定左側83°斜面到工藝銷孔中心位置距離為L1；

第二步：確定右側83°斜面到工藝銷孔中心位置距離為L2；

第三步：利用下列計算公式，重新計算出左軸承孔到工藝銷孔距離X1與右軸承孔到工藝銷孔距離X2；

通過以上方法，及時工藝銷孔加工不準確情況下，也能夠保證軸承孔滿足圖紙要求。

4 結論

通過該種巧妙的加工方法，摒棄了傳統的采用組立加工方式來保證機筒與軸承座/蓋的同軸度方法，解決了單件加工軸承座/蓋即可滿足圖紙尺寸精度，并且提高了零件互換性，使得無論公司內部同規格產品可以互換，且用戶可以單獨購買機筒或軸承座/蓋，提高的產品的競爭能力，降低產品的生產成本，也降低了操作者的勞動強度。使得在生產過程中，生產進度不會依賴于其它組立件的進度。