某型號軸承座加工工藝改善
2016-10-17張景源 張開洪
（沈陽機床股份有限公司，沈陽 110141）
摘 要：某型號數控機床一直是本事業部的暢銷機床，該機床上應用的軸承座需求量較大。如何能更快更好的加工完成這款軸承座成為了加工車間的一個難題。本項目首先對現有的加工工藝進行了分析，對其存在的問題進行了闡述，然后通過改善加工工藝，重新劃分工序并且針對新工序設計專用的工裝夾具來實現在保證質量的同時提高生產效率的目的。隨著經濟的發展，數控機床不斷取代普通機床越來越多的被應用到工業生產中，傳統的加工工藝及裝備有時會不利于充分發揮數控機床的優勢。本項目對應用數控機床加工軸承座的過程中如何設計集中的工序、如何快速切換以及如何減輕工人勞動強度進行了一定的分析和探討。
關鍵詞：數控機床；軸承座；工藝改善；工裝夾具
0 引言
隨著制造業的不斷發展，機床行業的競爭日趨嚴峻，為了擁有更高的競爭力，在保證產品質量的前提下，應盡量采用先進的工藝措施，提高勞動生產率以達到降低產品機械加工成本。在當前形勢下，我們對某型號機床的軸承座加工工藝進行了改進。
如圖1所示的軸承座是車間需要大量加工的零件，利用臥式數控機床對其進行加工。該軸承座材料為HT200，加工內容有平面、斜面、孔和螺紋等。雖然這個軸承座尺寸并不是很大，但是由于六個面都需要加工，加工起來比較復雜。原加工方案的工裝夾具雖然可以做到一次加工四個軸承座，但共需要五次裝夾加工才能完成。原加工方案中次裝夾可以粗銑背面；第二次裝夾以背面為裝置面，銑底面、兩側面以及鉆2-￠11孔；第三次裝夾以底面為裝置面銑上面沉頭；第四次裝夾以底面為裝置面銑正面、鏜軸孔、鉆攻2-M6螺紋孔、鉆攻M10螺紋孔；第五次裝夾以底面為裝置面銑軸承座兩側面。由于采用機械式的夾緊方法（螺栓及壓板），故在加工的過程中要反復的松緊壓板和螺栓，裝夾次數較多，工人勞動強度較大，生產效率較低。
0 引言
隨著制造業的不斷發展，機床行業的競爭日趨嚴峻，為了擁有更高的競爭力，在保證產品質量的前提下，應盡量采用先進的工藝措施，提高勞動生產率以達到降低產品機械加工成本。在當前形勢下，我們對某型號機床的軸承座加工工藝進行了改進。
如圖1所示的軸承座是車間需要大量加工的零件，利用臥式數控機床對其進行加工。該軸承座材料為HT200，加工內容有平面、斜面、孔和螺紋等。雖然這個軸承座尺寸并不是很大，但是由于六個面都需要加工，加工起來比較復雜。原加工方案的工裝夾具雖然可以做到一次加工四個軸承座，但共需要五次裝夾加工才能完成。原加工方案中次裝夾可以粗銑背面；第二次裝夾以背面為裝置面，銑底面、兩側面以及鉆2-￠11孔；第三次裝夾以底面為裝置面銑上面沉頭；第四次裝夾以底面為裝置面銑正面、鏜軸孔、鉆攻2-M6螺紋孔、鉆攻M10螺紋孔；第五次裝夾以底面為裝置面銑軸承座兩側面。由于采用機械式的夾緊方法（螺栓及壓板），故在加工的過程中要反復的松緊壓板和螺栓，裝夾次數較多，工人勞動強度較大，生產效率較低。
圖1 軸承座
為了更快更好的加工該軸承座，考慮應用兩種方案來達到目的，種是設計一個新的工裝夾具，新夾具可以提高每次加工軸承座的數量；第二種是在裝卡次數上做改善，盡量減少加工時的裝卡次數。結合現場的實際情況，用于加工該軸承座的機床工作臺尺寸有限，種方案沒有想到好的設計方法。在第二種方案的設計中，我改善了現有的加工工藝，在裝夾次數上做文章，并且設計了可以快速旋轉定位的工裝夾具。具體的設計是這樣的：由于該軸承座的前后兩個面都需要加工，因此設計可以快速旋轉定位的夾具，當加工完軸承座后面之后，只要將夾具旋轉180°就可以加工軸承座前面。這個方案成功的縮減了軸承座加工時的裝夾次數，達到了提高加工效率的目的，下面具體介紹一下改善后的夾具和工藝。
1 工裝設計
由于該軸承座的上下兩個面以及前后兩個面都需要加工，原加工方案在加工每個面的時候都需要裝夾一次。新加工方案考慮減少裝夾次數，將工裝夾具設計成兩部分：即固定墊鐵和上墊鐵，固定墊鐵固定在工作臺上，上墊鐵固定在固定墊鐵上，兩端有定位銷孔，用來防止兩墊鐵的相對轉動。上墊鐵和固定墊鐵之間有旋轉軸，上墊鐵可以繞旋轉軸旋轉180°，即可加工軸承座相對的兩個加工面。采用該種旋轉方式，軸承座下面加工完成后只要將上墊鐵旋轉180°，就可以加工軸承座上面；軸承座后加工面加工完成后就可以加工軸承座前加工面。通過這樣設計，減少了軸承座加工時的裝夾次數，且每次換面加工時，只要旋轉上墊鐵并鎖緊兩個緊固螺釘即可，比較便于操作。
2 加工順序
新的軸承座加工分為4道工序，其中1、2序使用1套夾具，3、4序使用1套夾具。第1序加工軸承座的底面加工面，包括銑底面、兩側面以及鉆2-￠11孔。第1序加工完成后只需松開固定兩個墊鐵的兩個螺釘以及取出定位銷，將上墊鐵旋轉180°后，將兩墊鐵固定上并插入定位銷，然后進行第2序加工。第2序加工軸承座的上加工面，包括銑沉頭。第3、4序加工時，為防止軸承座發生竄動，固定軸承座與上墊鐵的兩個螺釘并非普通M10螺釘，而是采用自制的帶有定位效果的定位螺釘，這樣有效的保證了加工精度。第3序主要加工軸承座的后面，第3序加工完成后，將固定兩墊鐵的螺釘以及定位銷取下，將上墊鐵旋轉180°后，將兩墊鐵再次固定并插入定位銷。第4序主要加工軸承座的正面加工面，主要包括銑正面、銑上面、鏜軸孔、鉆攻2-M6螺紋孔、鉆攻M10螺紋孔。
3 總結
本文闡述了某型號軸承座的加工工藝改善，描述了原加工方法以及為了改善加工效率、降低工人勞動強度而設計的新加工方法，通過新舊兩種方法的對比可以發現新加工方法比原加工方法不但減少了加工前的輔助時間，而且減輕了工人的勞動強度。改善前每加工4件軸承座需要2小時，每4件的輔助時間為20min，每天可以加工出16個軸承座，改善后每4件的輔助時間為13min，每天共節約28分鐘，于是每天可加工出17個軸承座。通過這次工藝改善，成功的提高了該軸承座的加工效率。但仍可能存在某些不足，有待于今后實踐過程中繼續完善。
參考文獻：
[1]盂少農.機械加工工藝手冊（第1卷）[M].北京：機械工業出版社，1991.
[2]陳明.機械制造工藝學[M].北京：機械工業出版社，2005.
[3]王啟仲.金屬切削原理與刀具[M].北京：機械工業出社，2008.
1 工裝設計
由于該軸承座的上下兩個面以及前后兩個面都需要加工，原加工方案在加工每個面的時候都需要裝夾一次。新加工方案考慮減少裝夾次數，將工裝夾具設計成兩部分：即固定墊鐵和上墊鐵，固定墊鐵固定在工作臺上，上墊鐵固定在固定墊鐵上，兩端有定位銷孔，用來防止兩墊鐵的相對轉動。上墊鐵和固定墊鐵之間有旋轉軸，上墊鐵可以繞旋轉軸旋轉180°，即可加工軸承座相對的兩個加工面。采用該種旋轉方式，軸承座下面加工完成后只要將上墊鐵旋轉180°，就可以加工軸承座上面；軸承座后加工面加工完成后就可以加工軸承座前加工面。通過這樣設計，減少了軸承座加工時的裝夾次數，且每次換面加工時，只要旋轉上墊鐵并鎖緊兩個緊固螺釘即可，比較便于操作。
2 加工順序
新的軸承座加工分為4道工序，其中1、2序使用1套夾具，3、4序使用1套夾具。第1序加工軸承座的底面加工面，包括銑底面、兩側面以及鉆2-￠11孔。第1序加工完成后只需松開固定兩個墊鐵的兩個螺釘以及取出定位銷，將上墊鐵旋轉180°后，將兩墊鐵固定上并插入定位銷，然后進行第2序加工。第2序加工軸承座的上加工面，包括銑沉頭。第3、4序加工時，為防止軸承座發生竄動，固定軸承座與上墊鐵的兩個螺釘并非普通M10螺釘，而是采用自制的帶有定位效果的定位螺釘，這樣有效的保證了加工精度。第3序主要加工軸承座的后面，第3序加工完成后，將固定兩墊鐵的螺釘以及定位銷取下，將上墊鐵旋轉180°后，將兩墊鐵再次固定并插入定位銷。第4序主要加工軸承座的正面加工面，主要包括銑正面、銑上面、鏜軸孔、鉆攻2-M6螺紋孔、鉆攻M10螺紋孔。
3 總結
本文闡述了某型號軸承座的加工工藝改善，描述了原加工方法以及為了改善加工效率、降低工人勞動強度而設計的新加工方法，通過新舊兩種方法的對比可以發現新加工方法比原加工方法不但減少了加工前的輔助時間，而且減輕了工人的勞動強度。改善前每加工4件軸承座需要2小時，每4件的輔助時間為20min，每天可以加工出16個軸承座，改善后每4件的輔助時間為13min，每天共節約28分鐘，于是每天可加工出17個軸承座。通過這次工藝改善，成功的提高了該軸承座的加工效率。但仍可能存在某些不足，有待于今后實踐過程中繼續完善。
參考文獻：
[1]盂少農.機械加工工藝手冊（第1卷）[M].北京：機械工業出版社，1991.
[2]陳明.機械制造工藝學[M].北京：機械工業出版社，2005.
[3]王啟仲.金屬切削原理與刀具[M].北京：機械工業出社，2008.
來源：《山東工業技術》2016年第11期