張學(xué)周

(安陽(yáng)三一機(jī)械有限公司，河南 安陽(yáng) 455000)

前軸在整車中承擔(dān)承重、支承、轉(zhuǎn)向的功能，屬于汽車上重要零部件，而前軸主銷孔及孔口兩端面的加工則是前軸加工中的重要工序。前軸拳頭兩端面對(duì)主銷孔中心跳動(dòng)一般不大于0.05 mm，要求精度高;因此兩端面和主銷孔的加工必須安排在一次裝夾中完成才能保證兩端面對(duì)主銷孔的跳動(dòng)度;而由于前軸鍛造原因，以板簧面及兩銷孔定位方式常造成主銷孔加工后壁厚不均，影響前軸總成的剛性及使用性能。

1 機(jī)床總體設(shè)計(jì)

針對(duì)這種情況開(kāi)發(fā)了臥式雙面兩工位移動(dòng)工作臺(tái)半精鏜、精鏜主銷孔車端面機(jī)床(如圖1)。一工位為被加工件前軸主銷孔的定位插銷、拔銷工位，保證前軸主銷孔壁厚均勻;二工位右鏜頭為半精鏜主銷孔、刀盤車前軸拳頭面一端面工位，二工位左鏜頭為精鏜主銷孔、刀盤車前軸拳頭面另一端面工位。

一工位插銷機(jī)構(gòu)布置安裝在移動(dòng)工作臺(tái)底座上，不隨工作臺(tái)面及夾具移動(dòng);二工位兩鏜頭分別置于兩個(gè)液壓滑臺(tái)上，兩滑臺(tái)置于兩個(gè)側(cè)床身上，中間放置移動(dòng)工作臺(tái)和固定夾具。開(kāi)始加工時(shí)，移動(dòng)工作臺(tái)定位塊1靠緊擋鐵2，插銷機(jī)構(gòu)定位銷5為伸出狀態(tài)，人工吊裝上工件，定位銷5插入工件主銷孔，夾緊油缸夾緊工件，定位銷5拔出，移動(dòng)工作臺(tái)快進(jìn)，緩進(jìn)，當(dāng)定位塊3靠住擋鐵4時(shí)，移動(dòng)工作臺(tái)定位，右鏜頭開(kāi)始半精鏜主銷孔、孔口倒角、車端面，加工完畢退回;然后左鏜頭精鏜主銷孔、孔口倒角、車端面，接著工作臺(tái)微退讓刀，避免刀具劃傷已加工的主銷孔，左液壓滑臺(tái)退回。然后移動(dòng)工作臺(tái)快退，卸下工件。此方案不僅保證了兩端面對(duì)主銷孔中心跳動(dòng)，還保證了前軸主銷孔壁厚均勻，達(dá)到了用戶要求。

由于前軸拳頭面端面有傾斜角度，為適應(yīng)前軸多品種加工，在移動(dòng)工作臺(tái)臺(tái)面上安裝固定一個(gè)定位回轉(zhuǎn)銷，夾具上的定位套與此回轉(zhuǎn)銷配合，前后端用壓板壓緊，當(dāng)加工主銷孔端面傾斜角不同的前軸時(shí)，只需松開(kāi)壓板，旋轉(zhuǎn)夾具至相應(yīng)的角度并更換夾具板簧面上的定位塊即可;對(duì)于長(zhǎng)度不同的前軸，只要調(diào)整支承板簧面支座之間的距離就能適應(yīng)不同長(zhǎng)度前軸的加工。

2 定位、加工工藝性分析

圖2為前軸加工簡(jiǎn)圖，前軸主銷孔一般有2°～9°傾角。由于用戶要求保證前軸主銷孔壁厚，又要兼顧主銷孔到板簧面上定位銷的距離。經(jīng)分析研究，決定以前軸板簧面定位限三點(diǎn)自由度，用主銷孔定位限兩點(diǎn)自由度，用后端板簧面上一銷孔限一自由度實(shí)現(xiàn)完全定位，液壓夾緊。由于本機(jī)床為鏜主銷孔和車其端面，因此工件定位后，定位插銷必須退回讓開(kāi)加工位置?？紤]到加工時(shí)前端沒(méi)有支承、剛性差、工件易振動(dòng)，因此在拳頭外圓下面加一輔助支承，并在拳頭外圓上表面用一小油缸壓住，效果理想。

3 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

夾具是機(jī)床的重要組成部件，是根據(jù)被加工件的工藝性和機(jī)床加工方案的具體要求而專門設(shè)計(jì)的。它主要用于實(shí)現(xiàn)被加工工件的準(zhǔn)確定位，合理夾壓，裝卸工件限位以及更換品種調(diào)整方便。

夾具結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。夾具體前端下部安裝回轉(zhuǎn)銷定位套，與安裝固定在移動(dòng)工作臺(tái)臺(tái)面上的定位回轉(zhuǎn)銷連接配合在一起，以便加工前軸主銷孔傾角不同時(shí)，調(diào)整夾具用。前支座通過(guò)夾具體凸起鍵定位，支座上安裝有定位板，旋轉(zhuǎn)壓板夾緊工件;由于要保證主銷孔壁厚，插銷機(jī)構(gòu)以主銷孔定位插銷，則板簧面上定位銷孔與主銷孔之間距離尺寸往往有偏差，而用戶又要求用后板簧座上的銷孔定位。因此后端定位銷必須可以來(lái)回稍微靈活移動(dòng)以便板簧座銷孔插銷定位，為此把后端支座安裝在直線導(dǎo)軌上，后端定位銷便可以來(lái)回稍微靈活移動(dòng)。

吊裝上件時(shí)工件主銷孔推入定位插銷上，由于后支座上安裝有大倒角限位桿，可微量帶動(dòng)后支座，因此后端板簧面上的定位銷可順利靈活插銷，旋轉(zhuǎn)壓板夾緊工件，通過(guò)定位插銷油缸帶動(dòng)導(dǎo)桿后退，主銷孔定位銷拔銷。移動(dòng)工作臺(tái)快進(jìn)至加工位置進(jìn)行加工。由于板簧定位面及夾緊點(diǎn)與拳頭面之間距離比較遠(yuǎn)，鏜主銷孔和車端面時(shí)，工件極可能發(fā)生振動(dòng)，導(dǎo)致鏜孔精度降低，為避免這種現(xiàn)象發(fā)生，在拳頭面外圓下面安裝了一個(gè)輔助支承，并用一小油缸前端夾緊。

根據(jù)前軸品種不同更換板簧面上的定位板、定位銷可實(shí)現(xiàn)多品種、不同系列前軸的加工。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐該機(jī)床完全達(dá)到用戶要求，保證了前軸主銷孔壁厚均勻及主銷孔與兩端面的跳動(dòng)要求。提高了前軸總成的剛性及使用性能。

［1］唐照民.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.西安:西安交通大學(xué)出版社，1995:102-145

［2］王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［M］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005:201-223

［3］謝家瀛.組合機(jī)床簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1994:102-158

［4］戴曙.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1981.