提升动梁龙门机床横梁夹紧机构构件加工质量

中捷机床有限公司（辽宁沈阳 110142）肖红梅

1.工作原理

如图1所示，当液压缸进油时，活塞反向拽动螺杆，螺杆联接镶条下板水平运动，铜镶条沿镶条下板斜面垂直方向抬起，夹紧机构夹紧，横梁锁住，机床主轴开始工作。当液压缸卸油时，活塞推动杆和镶条下板水平运动，铜镶条沿镶条下板斜面垂直方向落下，夹紧机构松开，横梁上下移动。

在装配过程中，当液压夹紧时，螺钉拽动镶条下板与杆移动，出现压板与镶条下板接触面翘缝0.1mm以上，不满足0.02mm塞尺不下的要求，不合格。通常是小件车间加修杆，将直径25f7配合外径车小，减少外径的导向作用，同时配磨镶条下板与压板接触面，每台8组夹紧器，主要零件返修率93%，装配配制时间25～45天，严重制约装配周期。因零件精度不合格，使横梁夹紧机构可靠性降低。因此，提高夹紧装置各构件的加工质量迫在眉捷。

返修统计：2010年2月～2011年6月期间给用户组装的4台动梁龙门机床夹紧装置调查发现，夹紧装置中的压板平均返修8次，镶条下板平均返修14次，杆平均返修15次，镶条平均返修2次。

对装配过程中返修率较高的三种件压板、镶条下板、杆质量不合格率进行统计，一次质量不合格率为31.23%，其中压板占问题的20.3%，杆占问题的38%，镶条下板占问题的35.4%。

2.原因分析

从人、机、料、法、环五个方面分析，最后认为：图样和工艺均可能是影响夹紧装置各构件加工质量不合格的因素，需进行相关验证确认。

（1）图样分析。先查看图样给的基准是否符合装配基准要求，如图2所示。D面为装配基准面，装配基准面上放镶条下板，要求基准面与镶条下板之间0.02mm塞尺不入。当把杆和镶条下板连在一起后，用0.02mm检查了镶条下板和基准面之间，塞尺进去，有0.1mm以上的缝隙，证明不符合装配要求。这时查找原因为什么螺钉没把镶条下板时，镶条下板和装配基准面之间下0.02mm塞尺，把上后下塞尺数值更大了呢？图样中穿杆的孔没有与装配基准面有任何要求，导致杆和镶条下板把上后，装配基准面与镶条下板之间间隙增大。同时把镶条下板的杆由于加工时无法控制杆端面到轴肩面8件尺寸一致性的要求，导致每杆均需要配装、配磨。由此得出，零件精度不满足要求，确定为质量不合格的重要因素之一。

（2）工艺。工艺安排的加工方法是采用钻、扩、铰的加工方法加工4个φ25H7孔，先用φ23mm钻头钻孔。由于工件4个φ25H7孔长162mm，没先钻导向孔后直接钻、扩、铰孔，导致加工后的孔出现锥度。对现场加工完2件进行检查，4个φ25H7孔加工后有锥度，前面孔大后面孔小，而且件1与B面平行度0.5mm；件2与B面平行度0.15mm，不符合装配要求，确定为要因，如图3所示。

（3）对确定影响夹紧装置质量的因素如附表所示。

影响夹紧装置质量因素表

要求设计进行零件图样改进，使设计基准与装配基准统一。压板增加基准面，孔4个φ25H7增加与基准面平行度要求；增加调整垫，减少杆轴端面的配磨。

3.改进工艺

（1）4个φ25H7孔原采用钻、扩、铰加工方法现改为钻、镗、铰孔的加工方法，加工后的孔表面粗糙度值Ra=1.6μm以下，与基准面平行度0.03mm以内， 保证孔的精度。

（2）通过对返修压板的规律总结，孔φ25H7与基准面成0.04°夹角，保证装配精度要求。

（3）工艺提设专用斜向垫铁，将工件放在斜向垫铁上，无须找正，加工零件，保证装配夹紧机构组件时不再出现0.02mm塞尺进去的现象。

（4）同时增加调整垫零件，使轴再也不用加修了。

（5）镶条下板工艺严格控制氮化前后的留量，保证螺纹孔至B基准面距离尺寸精度（15±0.05）mm。B基准面0.02mm塞尺不进，A、B基准面垂直度不大于0.02mm。

4.实施验证

（1）在2010年9～12月装配4台动梁龙门移动式加工中心合同产品，其横梁夹紧机构构件返修次数统计显示，零件不合格返修率由平均31.23%下降至7.9%。装配周期从原平均45天下降至12天。横梁夹紧机构构件加工质量问题得到显著提高。

（2）对一次加工压板件共8件及镶条下板件共8件跟踪加工及检测。压板件工艺改进后，用订购专用半精镗刀转速500r/min，进给量50mm/min，代替扩孔钻，再铰孔后孔表面粗糙度值Ra≤1.6μm，检查4个φ25H7孔与B面平行度0.03mm以内。镶条下板的热处理氮化前后的工艺控制，加工后2.5°斜面平面度0.02mm塞尺不入。

5.结语

为了确保今后零件加工保证质量，我们制定如下巩固措施 ：标准化工艺，编制数控工艺及零件装夹立体附图，图示化零件装夹找正位置，固定刀具，给定切削参数，计算零件节拍时间，固定程序。为了保证夹紧装置在小装后各零件之间的尺寸链要求，编制了可视化工序图，张贴在车间公示板上，强化操作者及检查员注意关键件特殊尺寸重要性，严格控制零件精度。