一种小型制动鼓在立式车床上的加工

李端宇+王成林

（上海优尼斯工业设备销售有限公司沈阳分公司 辽宁 沈阳 110142）

摘 要：制动鼓是汽车行业制动器系统中重要的部件，也是其中最大的易损件，市场需求量巨大。这类工件在加工过程中，常常因为机床选型，工装夹具，切削参数等问题而造成工件加工质量不符合要求，产生很高的不合格率，进而为加工企业带了巨大的经济损失。本文就目前市场中常见的小型整体铸造式制动鼓的加工，从机床选择，夹具调整和切削检测等方面进行了初步的探究与总结。

关键词：制动鼓；立式车床；工装夹具；加工参数

制动鼓，因制造成本低廉，加工工艺简单，安装流程简单等优点，在现代汽车行业尤其是重型汽车中应用极为广泛。其主要是利用制动片撑紧制动鼓内摩擦面，增大摩擦力从而使汽车减速或者保持静止。常见的制动鼓主要结构成鼓式，在安装面用螺栓连接。如果按照制造方式区分主要分三种形式：整体铸造式，用于中、重型汽车；钢板与铸铁结合式，用于轿车或轻型汽车；轻合金与铸铁组合式，多用于轿车。本文介绍的小型制动鼓就是用于中型汽车的整体铸造式制动鼓，最大直径346mm，工件高度173mm，内摩擦圆柱面直径314mm，内摩擦圆柱面对底孔的同轴度0.05mm。制动鼓参考图片见图一。

加工制动鼓通常采用立式车床，一般制动鼓的质量都比较大，普遍在25-50kg，需要通过吊车吊进机床装夹加工，卧式车床因为主轴方向的问题，装夹工件颇为不便，所以选择立式车床就会比较方便合理。，而且采用立式车床加工，工件是竖直方向装夹，这样可以利用工件的重力，将工件靠紧定位面，使工件装夹更牢固同时对机床主轴也起到保护作用。，本文中使用的立式车床是由沈阳机床股份有限公司生产的智能立式车床，型号为i5 V4S。这款立式车床，最大回转直径720mm，最大车削高度690mm，最大车削直径600mm，标配18寸液压卡盘，本文中为选配21寸液压卡盘，主轴最高转数1000 r/min，配备卧式八工位伺服刀架。选着这款机床主要是从工件尺寸考虑的，在机床行程上可以满足加工要求，同时这款车床的刚性和精度也都是国内首屈一指的。机床精度见图表一[1]：

被加工的制动鼓为整体铸造式的，材料为铸铁，在毛坯的铸造过程中存在毛坯厚度不均匀的情况而且毛坯的尺寸也会存在很大的误差，这是在铸造过程中不可避免的。所以为了更好的装夹工件，减少因毛坯缺陷对加工造成的影响，选择了十二点浮动式的夹具。这种夹具可浮动的夹爪体取代传统的卡爪，这样既可以应对工件的铸造拔模斜度，也可以解决毛坯壁厚不均匀的问题。同时采用上下两排一起装夹工件，也保证可以夹紧工件，保证整体刚性。而且采取这种夹具形式，还可以将加工工序简化。原本需要多道序加工出一个成品，现在只需要一序加工即可出成品。

本次加工中采用的是国产的陶瓷刀片，相比于其他加工铸铁的刀片更为耐磨，刚性好，加工稳定性好。机床、夹具和刀具三要素确定后，就可以开始加工了。由于制动鼓这类工件属于制动器元件，虽然对尺寸和形位公差要求很高，但是对粗糙度的要求并不是很高。鉴于以上的探知，我们对加工参数进行了优化。为了减小切削力，在粗加工的时候采取两次加工，减少切削量但是提高进给，虽然从走刀过程上多出一次，但是整体时间没有增加多少，几乎没有损失效率。对于精加工，也是采取两次进刀，但是同样提高进给，既能保证尺寸和形位公差精度，同时也增大了粗糙度，保证内摩擦面的摩擦系数。

采用以上条件经过几天连续加工几百个工件后，我们最终得出的结论是：工件毛坯厚度不是差的很离谱，机床通过十二点浮动夹具可以很好的夹稳工件的前提下，整个工件加工下来，首先工件不会产生椭圆变形，内摩擦面的圆度可以保证在0.05mm以内；其次，工件的内摩擦面粗糙度可以很稳定的保证Ra 6.3μm；最后，对于图纸要求最严格的，内摩擦面对内孔的同轴度，可以保证在0.02mm至0.05mm之间，满足图纸要求。其中20个工件结果数据表见图表二。

通过以上的介绍和总结不难发现，这种小型的制動鼓在选择合适的机床设备，优良的工装夹具及适当的切削参数后，是很容易满足图纸的要求。而在加工企业实际生产过程中，依然会存在很高的不合格率。对于这种情况的发生，其实已经不仅仅是机床设备或者加工工艺的问题。因为再好的设备也是需要精心的维护，再完美的加工工艺也要不断的改进，所以在生产过程中，使用者还是需要对机床设备经常保养与检修，对加工的刀具进行定期的维护和更换，在保证生产的前提下，合理使用设备，爱惜设备，这样才能更好的提升效率和收益。

参考文献

[1] 中华人民共和国国家标准JB/T9895.1-1999《数控立式卡盘车床精度检验》.