用滚珠轴承作支撑平面在钻床加工中的实际应用

王韶平

（中国电子科技集团第三十八研究所，安徽 合肥 230088）

1 生产加工背景

本单位面板类零件在各型产品中都需求量较大，平均每年都有几万件的生产加工任务。本季度加工任务中就有四类29800件，共计26400小时的加工量。面板类零件在钻床上加工时，表面产生划痕现象已经困扰了多年，一直没有很好的方法加以解决。

1.1 加工问题一

以往的加工方法就是将零件直接放置在工作平台上进行加工。加工时由于零件表面在平台上来回移动，平台铸铁表面及加工零件时所产生的积屑，对零件表面造成不同程度的划伤造成划痕，直接影响了零件的表面精度，产品质量无法得到保证。后续加工中虽然采用了抛光机对零件表面进行抛光，但零件表面划痕较深时，抛光消耗的时间较多，而且有些表面划痕很难去除。虽然采用了在加工平面上贴膜的方法，但问题还是无法得到解决。

图1 在操作台上进行零件加工示意图

图2 零件表面划痕

1.2 加工问题二

图3 零件加工遗留下的切屑

每一件零件在加工完成后进入下一件加工时，加工平台表面由于上一件加工所遗留下的切屑，如果不进行清除，必然会对下一件零件的加工造成影响。

1.3 加工问题三

面板类零件在工艺选料时，多数采用的都是尺寸厚度已确定的成型板，面板表面的平面度存在一定的误差。加工中，由于零件在工作平台上来回移动，一些小颗粒切屑极易被带入加工平台与零件表面的缝隙中，在对零件上已有的孔进行沉孔加工时，极易将孔钻穿造成零件报废。而且由于面板表面平面度存在的误差，沉孔时深度尺寸也无法保持一致。

图4 对零件上已有的孔进行加工示意图

2 工艺解决方案

综合以上问题所述，决定采取用滚珠轴承作支撑平面的方法对存在的问题进行逐一解决。

2.1 工艺实现方法一

考虑到零件尺寸（260*136mm）的有效支撑和加工时的回转半径，以及零件在加工时由于切削力产生的位移等情况，首先由铣床加工出一块500*245*30mm的平板作为工作平台。

2.2 工艺实现方法二

在平台五分之三的位置上按60mm左右的间距由右向左依次摆放了多个滚珠轴承（这是考虑到平时工作时左手辅助，右手加工的加工习惯）。

2.3 工艺实现方法三

制作微缩工作平台：在靠右上角的3个滚珠轴承的中间位置安装一个大头直径为13.5mm，小头直径为8.5mm，高为15.2mm的锥形铜柱（铜柱的高度是根据滚珠轴承的高度15.2mm确定的，制作成锥形利于排屑），以铜柱的上平面作为钻孔时的工作基面。通过以上方法，完成专用工作平台的加工。

图5 铜柱上钻孔示意图

图6 零件加工专用平台图

经过实际应用，该专用工作平台具有以下特点：

①零件能够在工作台上快速滑动，摩擦力减小，而且工作台面是用滚珠轴承作为支撑面，对零件表面不会产生划伤，基本解决了零件表面划痕现象。滚珠在零件表面滚动产生的滚珠印也是很轻微的，稍作处理即可去除。②滚珠表面由于是圆弧的，在加工过程中产生的切屑无法在滚珠表面停留，零件在滚珠表面滚动时，切屑即被带入滚珠与滚珠之间形成的切屑槽中，不会对零件表面造成任何划痕。③由于切屑在零件表面与滚珠间无法停留，零件和工作表面也不需要每件都清理，在很大程度上节约了工作时间，一件做完，即可进入下一件的加工。

解决了以下问题

①解决了板类零件加工中划痕严重的问题。②解决了加工中反复清理工作平台消耗过多时间的问题。③解决了加工中由于工作平台未清理干净，沉孔时将孔钻穿零件报废的问题。④微缩工作台解决了由于零件表面不平整，沉孔时深度尺寸不一的问题。⑤划痕问题解决的同时，也解决了零件表面砂光时消耗时间过多的问题。⑥工作平台在加工零件时，零件一侧板面在滑动加工支撑点不够时，由于滚珠轴承具有万向功能，可以将零件快速旋转180°，加工面变为支撑面，支撑面变为加工面，实现加工面与支撑面之间的快速转换。

图7 零件加工专用平台特点

3 结论

产生的影响及效益①该工作平台的制作完成，对零件表面质量的提升，起到了积极的推动作用。②节约了零件在加工中所消耗的过多时间，提高了工作效率。③该工作平台的设计、制造以及加工中实际应用的工作思路，对以后板类零件的加工，起到了很好的指导和借鉴作用，具有极高的推广和应用价值。

图8 板类零件的加工示意图