数控机床加工中空叉架轴工艺及工装夹具设计

王志鑫+聂赞

摘要： 在中空叉架轴的生产加工过程中，工装夹具使用是否合理对加工零件的质量影响十分严重。对中空叉架轴的结构组成进行介绍，并分析了传统加工工艺中存在的弊端，其次重点探讨在加工任务开展期间，提升生产效率的有效方法，并对中空叉架轴的质量进行有效控制。

关键词：数控机床加工；中空叉架轴；工装夹具设计

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.14.120

1中空叉架轴结构的组成

在机械设备使用中，中空叉架轴发挥着重要的功能作用，主要是对动力进行传送，这样能够为机械技工生产提供更有力的条件，将原料加工成为需要的零件形式，其中包含了接触装置，传动模块。轴颈部分是对整体的数控生产阶段传输动能的，带到生产线流动，原料进入到各个阶段也能够更好的接触整改，达到生产建设任务的硬性需求标准，在这一过程中，发现不合理的转动情况要及时与基层工作人员相互沟通，了解所生产出的零件是否能够达到规定的使用标准。轴颈部分的光滑程度影响到最终的机械生产质量，因此是需要特别注意的。小通孔可以帮助确定准确的距离，了解加工期间的进度。掌握结构组成原理对接下来的设计任务有很大帮助。

2传统加工方法及其弊端

2.1锻造工艺中的误差

在中空叉架轴的加工生产工艺中，传统的方法采用锻造技术手段，粗加工零件生产完成后还需要进行复杂的二次加工。通常情况下误差的数值为1毫米以内，但已经对生产环节造成了阻碍，即使是进行精细加工也很难使零件的精准度恢复到正常标准。采用卡盘对所加工的零件进行固定，由于零件自身是带有一定重量的，卡盘夹紧后才能够被输送到下一个加工环节中，这样的情况下对锻造表面本身会造成损坏，并且所固定的位置每次都需要重新调整确定，数控技术并没有应用在其中，需要投入大量的人工力量，同时在生产效率上也会有明显的降低。后续精细加工也是十分重要的步骤，传统的锻造工艺中最常见的问题是后续加工却是，由于生产的零件缺少步骤，并不能投入到使用中。

2.2车削工艺不合理

对这轴件的整体形势进行加工处理时，对圆标准度的控制不达标，导致轴件的连接处存在缺口。车削过度现象一旦出现，是不能通过再次加工优化来得到解决的，工件整体加工形式达不到标准，导致轴件的运行速度大幅度减慢，应用在数控机床中也不能达到使用标准，不利于机械零件的组装运行。在高速旋转状态下的主轴如果圆的标准度降低，会引发质量安全问题，不但零件无法使用，甚至还存在严重的安全隐患，威胁到操作人员的人身安全。如果是车削不到位，在接下来的精细加工中则可以采取局部调整方法来解决问题，但针对过度加工则缺少控制方法。

2.3工件下垂

固定的位置中存在误差，并且加工任务开展会受到不合理现象影响，所产生的震动与碰撞都会导致最终的零件使用性能降低。固定的位置发生变化后，继续进行接下来的加工在转速作用下受力形式会有很大的改变。零件前部分的开口会越来越大，最终导致整个零件全部损坏，造成了严重的质量安全隐患。工件下垂现象在生产加工中常常会出现，由于传统技术中的不合理现象导致，应当加强这部分施零件的合理性，并采取数控工艺方法来进行调整，在生产中应用落实先进技术。

由上述分析可以了解到，导致零件加工质量下降的主要原因是在建设期间存在夹具不合理现象，这也为数控机床加工生产期间提升技术合理性创造了有利的条件。

3加工方法的改进及工装夹具的设计

3.1改进夹具的控制原理

仅仅依靠夹具增大与工件之间的摩擦力是不科学的，很容易造成工件表面受损。从控制理念方面改进能够解决这一现象，液压控制原理精准度更高，能够根据工件的尺寸规格与自重计算出准确的夹力，既能够保障零件固定不出现位移，也不会影响到最终的中空叉架轴表面质量。液压控制系统所提供的压力会传递到活塞中，活塞移动，使管内的空气被抽出，在真空状态下压力感应传动目标实现。控制四个卡爪移动，对工件进行加紧，在进行接下来的移动加工处理。夹具共有四个卡爪，首先是有一个卡爪最先接触到零件，确定好准确的位置后，零件会处于平衡状态，接下来其他的卡爪也能够全部加紧，将工件紧紧的固定，如果工件的重心很难确定，会反复进行上述动作，直到最终的结果与实际情况保持一致。数控加工车床采用自动化控制模式来进行，不需要人工调节，并且液压传动系统中磨损更小，不容易产生结构锻造面损坏的现象。

3.2专用双尖顶头的应用

将中空叉架轴顶进到车削零件中，单头顶进容易因中心点判断不准确造成严重的使用安全问题，造成轴头部分车削误差出现。针对这一现象，数控机床加工控制中采用了双尖顶头的方法，这样在对工件进行顶进时角度与受力点控制更合理，不容易出现误差以及工件掉落的现象。技术应用期间采用全自动的控制方法，不需要人为检测误差标准。根据使用阶段的结果调查显示了解到，最终的顶进装置所带来的误差不会超出0.005毫米，完全能够达到中空叉架轴加工的精准度要求。在设计阶段就充分考虑了零部件的稳定性，检测合理后才会投入到数控机床中使用。

3.3内孔工艺改进

内孔制作过程中采用自定义的形式来进行，并且控制系统中也结合了位置固定来进行。内孔部分的加工对精准度要求十分严格。一旦出现误差会造成中空叉架轴无法使用，针对传统加工工艺中存在的问题，进行了有针对性的整改优化。这种自定义技术应用后，可以避免出现下垂现象，最初确定的车削范围也不会在零件运行中发生改变。在叉架开口处放入套筒，用长螺杆穿过弹簧垫圈、工件本身的小通孔和套筒，另一侧用双螺母紧固并防松，叉架开口被固定为封闭框式结构，完全消除了叉架开口的开合造成的振动。下垂与振动消除，意味着可以以较高的主轴转速和进给速度切削，成品内孔与轴颈外圆的同轴度完全满足0020mm的要求。

4结语

经验证，以上工艺方法及工装夹具可有效提高中空叉架轴外圆及内孔车削工序的精度、表面质量，提高加工效率和成品合格率，大大降低工件装卡的工作强度，对类似工件的车削加工提供新的思路或启发，具有一定的参考价值。

参考文献

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