镗床上锥孔加工的工艺分析及夹具设计

朱海斌 王耀龙

摘 要：本文讲述了在普通卧式镗床上加工锥孔的过程，讲述了简易夹具滚压锥孔的方法，具有一定的借鉴、参考价值。

关键词：卧式镗床；锥孔；滚压

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.003

我厂加工的一种泵体，材质为ZG310～570，基本外形见图1所示，毛坯重312 kg，成品重220kg，其图示方向有6组锥孔见图A-A处放大。

1 难点分析

（1）锥孔大径公差φ80H11（+0.19），在零件内部，且口部表面为铸造毛坯，不加工，公差控制比较难；

（2）锥度表面要求粗糙度值较低，需要锥度量规涂色检查，接触面积不小于85%；

（3）坯料体积、重量铰大，按我厂现有设备情况，只能在普通T68卧式镗床上加工，但镗床上加工要求较高的锥孔，难度铰大。

2 锥孔加工工艺分析

工艺思路，加工时前端的φ90（+0.09）、φ80H8（+0.54）mm孔加工好，采用标准莫氏圆锥粗、精铰刀加工。锥孔按小端直径镗成直孔留0.5～0.6mm余量，这样可省去锥孔台阶孔的加工，缩短了切削时间，提高了生产效率。为减少切削时的传动消耗，提高表面加工质量，铰刀刀齿呈螺旋形，粗切铰刀齿上作出右旋断屑槽，以减小切屑的面积，利于排屑，加工效率高的多，锥孔尺寸控制也会有所保证。由于铸件毛坯自身内部组织不太致密，铰孔后粗糙度值仍达不到技术要求，为了满足生产要求，采用铰孔后滚压加工，锥孔滚具如下图所示：

3 滚压滚具结构设计

（1）锥柄：在T68镗床上使用，一端为莫氏5#锥与镗床主轴配合，因滚压锥孔受反作用力作用，柄与锥孔不易松动，端部中心作M8螺钉固定挡盖，另一端为装滚柱座的定心轴径；两部分连接处对称开键槽，槽底作M6螺纹孔，固定键压紧滚柱座。

（2）滚柱：根据滚制工件为锥孔长为35mm，考虑到加工余量，滚柱座、滚柱的磨损，滚柱长度选45mm，为便于计算、制造确定为圆柱形，从机床功率7.5千瓦考虑，柱径选10mm， 采用T8钢淬火硬度为HRC50-55。

（3）滚柱座：用于支撑滚柱，固也应有较高的硬度，内孔与定心轴配合，外部为1：10与圆柱形滚柱配合成滚压锥，锥大端侧为为台阶，限制隔套轴向位置，圆柱台阶上开有槽，与滚具柄上槽相对应放入键，传递滚压扭矩，材质为T8，淬火硬度为HRC55-60。

（4）滚柱隔套：内锥与滚柱座配合有0.1-0.15间隙，外锥直径小于工件锥径1mm，使滚柱露出套外0.5mm左右，套上均布三条滚柱槽，呈倒锥形，使滚柱外漏但滚柱脱不出来，3槽120°均布，距套大端面一致，使三滚柱在空间形成圆锥，材质为ZQAL9-4，铸造锡青铜，强度高，耐磨性好。

（5）效果：滚压前锥孔按小端直径留1mm余量，镗成直孔，然后锥铰刀铰孔留0.06-0.10mm余量，滚压时锥孔内浇注柴油，煤油等润滑剂，一次滚压成型，效率提高3倍，粗糙度可达0.4，锥孔接触面积大于85%，满足了生产要求。

此夹具结构简单、制造容易、节省材料、更换方便，达到了图样尺寸精度及粗糙度要求。

4 大径公差采用控制锥孔大径量规如图3所示

（1）由于锥孔口部为铸造毛坯面，距孔口75mm，而且锥孔大端孔径本身不便测量，所以锥孔直径的误差0.19mm，锥度为1：10，转化为长度变化1.9mm；

（2）锥孔直径误差转化为长度变化，可在泵体外端φ90 +0.09孔口部棱边检查；

（3）为测量大径准确，锥度部分大端有5mm长圆锥部分；

（4）锥度部分φ90±0.1、φ80±0.1磨好后，根据φ80±0.1与锥度相交线测定75-0.05距离后，切出1.9mm两条圆周线，作为锥度直径变化的范围。

此检具的设计，不仅结构简单、成本低、操作方便；而且精确控制了大径公差。

5 结语

在普通卧式镗床上加工锥孔，通过对工艺进行改进，工装夹具的优化设计，满足了圖样尺寸精度及粗糙度要求，节约了资金，降低了生产成本。