一、產品概述

      數控萬能銑頭是為我（wǒ）公司生產的數控落地銑（xǐ）鏜床配備的（de）主要附件之（zhī）一，該附件通過更換滑枕前端護板與滑枕連接,通過CNC的程序控製，能自動地安裝於機床上，並且該銑頭能夠實現自（zì）動轉角及定位，同時具備（bèi）自動夾刀功能。該銑頭主（zhǔ）軸能在垂直於方（fāng）滑枕中心及平行於方（fāng）滑枕中心360°任意角度上進行銑削（xuē）加工，主機配有本銑頭可以（yǐ）擴大其加工工（gōng）藝範圍。數控萬能銑頭主要包括銑（xǐ）頭體、回轉體和底座三個部分，底座與主機的滑枕相連。底座與回轉體間可（kě）以旋轉、即C軸旋（xuán）轉，回轉體與銑頭體間可以旋（xuán）轉、即A軸旋轉，兩（liǎng）個軸的旋轉運動都具有準確定位裝置和防止旋轉的夾緊裝置（zhì）。電氣和液壓裝置用（yòng）插頭與主機自動連接（jiē），刀具能夠自動地裝夾在銑（xǐ）頭主軸上，以完成切削的功能。外形尺寸圖見圖1。
 

                                      圖1.外形尺寸圖 

      二、回轉（zhuǎn）體零件結構設計介紹

      回轉體是數控萬能銑（xǐ）頭的關鍵核心零件之一，回（huí）轉體為鑄鐵件，內部結構詳見圖2。回（huí）轉體內裝有A軸轉角的機械驅動裝置和相（xiàng）應的傳動裝置，裝有用於A軸精確定位的端齒盤裝置、A軸（zhóu）端齒盤脫開與（yǔ）齧（niè）合的位置檢測無觸（chù）點（diǎn）開關、用於A軸旋轉而配置的液壓油缸（gāng）、A軸夾緊油缸及彈簧組件以及A軸旋轉用的液壓密封元件（jiàn）等零部件。
 

                                              圖2.回（huí）轉體內部結構

      三、回轉體零件主要技術要求

      主要技（jì）術要（yào）求：

      1. 基準AΦ205孔與Φ250外（wài）圓的（de）同軸度要求0.01mm，孔內表麵粗糙度Ra0.8，外圓表麵粗糙度Ra1.6；
      2. 15.5尺寸右端麵、63尺寸右端麵與基準AΦ205孔的垂直度要（yào）求0.01mm；
      3. Φ260孔與基準AΦ205孔的垂直度要求0.008mm，位置度要求0.02mm；
      4. Φ310孔與基準BΦ260孔同軸度要求0.01mm；
      5. Φ310孔內端麵與基準BΦ260孔（kǒng）垂直度要求0.01mm；
 

  
                                           圖3.回（huí）轉（zhuǎn）體三維圖

      
   
                                         圖4.回轉體二維剖視（shì）圖

      四、主要部位的工藝性分析

      該零件為單件小批量生產（chǎn），材（cái）料為QT600-3，毛坯為鑄鐵件。從圖紙和技術條件可知：該零件形狀複雜、壁薄且不均勻，內部呈腔（qiāng）形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔係（xì）和平麵，內（nèi）孔、外（wài）圓（yuán）的形位公（gōng）差要求比較高，尺寸公差也都（dōu）是數字公差（chà），也有（yǒu）許多精度（dù）要求較低的緊固孔。

      1. 孔的尺寸精度、幾何形（xíng）狀精度（dù）和表麵粗糙度

      軸承支撐孔有較高的尺寸精度、幾何形狀精度和較小的表麵粗糙度要求，保證（zhèng）此項精度是關鍵，否則將影響軸承外圈與體上孔的配合精度,使軸的旋轉精度降低。支撐孔（kǒng）精度為IT6 級，表麵粗糙度為Ra0.8~1.6μm，其他支撐孔精度為IT6~IT7 級，表麵粗糙度為Ra1.6~3.2μm。孔的形狀公（gōng）差一（yī）般要求較高，在0.005~0.01mm。

      2. 支撐（chēng）孔之間的孔距（jù）尺寸精度及相互位置精度

      在回轉體上有齒輪齧合關係的相鄰孔之間，有（yǒu）一（yī）定的孔距尺（chǐ）寸精度及平行度（dù），此項精度不好，會（huì）影響齒輪的齧合精度，工作（zuò）時（shí）會產生（shēng）噪音和振動，並（bìng）影響齒輪壽命。這項精度主要取決於傳動齒輪副的中心（xīn）距和齒輪齧合精度，中心距公差為0.01mm，軸（zhóu）心線平行度（dù）0.008~0.015mm，回轉體上同軸線孔應有（yǒu）一定的同（tóng）軸度要求，同軸線孔的同軸度（dù）超差，不僅會給回轉體中軸的裝（zhuāng）配帶來困難，且使軸的運轉情況惡（è）化，軸承磨損情況加（jiā）劇，溫度升高，影響產品的精度和正常運轉，回（huí）轉體中（zhōng）同軸線孔的同（tóng）軸度一般為0.008~0.015mm。

      3. 主平麵的形（xíng）狀（zhuàng）精度、相（xiàng）互位置（zhì）精度和表麵粗糙度

      回轉（zhuǎn）體的主平麵就是（shì）裝配（pèi）基麵或加工中的定位基麵（miàn），它們直接（jiē）影響回轉體與產品總裝（zhuāng）時的相對位（wèi）置及接觸剛性，影響回轉體加工中的定位精度，因而（ér）有較高的平麵度和平麵粗糙度，此回轉體的平麵度為0.005~0.015mm ，表麵粗糙度為Ra0.8~1.6μm。其他平麵對裝配（pèi）基麵也有一定的（de）尺寸精度和平麵度要求，如一般平麵的平行度為0.005~0.015mm,平麵間（jiān）的垂直度（dù）為0.008~0.01mm。

      4. 支撐孔與主平麵的相（xiàng）互位置精度

      回轉體上的支撐孔及孔端麵對裝配基麵有一（yī）定的平行度和垂直度要（yào）求，平行度和垂直度要（yào）求在0.005~0.01mm。

      五、確定的工藝流程及取得的成果

      根據（jù）以上分（fèn）析（xī）情況，回轉體外形為不規（guī）則平（píng）麵，要（yào）加工出合格的產品，需鑄造出相應的工藝台，最好采用帶數控回轉（zhuǎn）工作台的加（jiā）工中心，配備相（xiàng）應的進口刀具（jù），采用一次安卡定位完成三個（gè）方向（xiàng）的孔、外圓及麵（miàn）的精密加工，因此，經過分（fèn）析論證，我公司采取了如下的措施：

      1. 為了防止零件在加工中的變形，鑄件在出爐退火後，我們采取了兩次時效，第一次是在粗加工後的熱時效（xiào），第二次是在（zài）半精加工後（hòu）的自然時效（xiào）。

      2. 將機械加工工藝劃分為粗加（jiā）工、半精加（jiā）工、精（jīng）加工三個階段，而且在（zài）粗加工之前安（ān）排了荒加工（gōng）階段。這樣先完成各尺寸的粗加工（gōng），然後（hòu）完成各尺寸的精加工，目的就是既可以避免精加工後的尺寸受到其他尺寸粗加工、半精加（jiā）工的內應力重新（xīn）分布及夾緊力等因素影響，以致降低原來已經達到的精度和表麵光潔度；同時也能避免因工序轉（zhuǎn）換，在運輸過程中使零件受到損傷而降低精度和光潔（jié）度。經過一定時間的自然時效，使零件的彈性變形及熱（rè）變（biàn）形得（dé）以恢複（fù）。

      3. 選用進口把關設備:海科特加工中心，配備（bèi）進口刀具：瓦爾特，山特的粗、精（jīng）鏜（táng）刀、瓦玉（yù）米銑刀、粗、精銑刀、套車刀、清根銑刀、麵銑刀等刀具；

      鑒於以上的分析及措（cuò）施要點，我公司擬定並采用了如下工藝流（liú）程（chéng）：

      鑄造→退（tuì）火→劃線→粗銑工藝台→粗加（jiā）工外（wài）圓、內（nèi）孔、麵→熱時效→劃線→粗銑工藝台→半精加工外圓（yuán）、內孔、麵（miàn）→自然時效→精加工外圓、內孔、麵（海科特（tè）加（jiā）工中心HEC630）通過采（cǎi）取上述加工方案，完全實現了回轉體（tǐ）加工的各項（xiàng）精度要求，對我公司順利裝配數控萬能（néng）銑頭提供了質量保障。