隨著數(shù)控機床的迅速發(fā)展，其功能部件數(shù)控刀架也要同步發(fā)展。目前，數(shù)控刀架的重要零部件刀盤的加工和裝配方式還是沿用舊方式，刀盤與刀架之間不能實現(xiàn)互換。而沈陽機床公司在這方面專門進行了工藝研究和攻關(guān)，最終實現(xiàn)了刀盤裝配后不需要進行自鏜加工，同時滿足刀盤精度要求，實現(xiàn)了刀盤與刀架光機之間的任意互換。
數(shù)控刀架是數(shù)控車床的主要功能部件，直接影響機床的加工精度和加工效率。近幾年國內(nèi)外數(shù)控刀架發(fā)展迅猛，從最初的單純電動刀架、液壓刀架發(fā)展至現(xiàn)在的液壓伺服刀架。然而，數(shù)控刀架刀盤的加工和裝配在國內(nèi)還因加工精度無法保證（刀盤的每個工位徑向重復(fù)定位精度要求0.02/150mm）未實行互換。現(xiàn)行的刀盤加工精度不高，裝配后按照每個工位的要求進行最后的精加工，來彌補以刀盤為主的各個零件精度不足的誤差。因此，解決落后的加工和裝配方式成為攻關(guān)內(nèi)容，通過相關(guān)設(shè)計工藝技術(shù)人員研究，終于實現(xiàn)了刀盤與刀架的互換，可以兼顧精度和效率。
1.問題分析
縱觀整個過程，分別從兩方面進行研究：①從提高刀架自身精度和刀盤精度著手。②從裝配方面進行保證，最終實現(xiàn)刀盤裝配后不必再進行最后的加工（見圖1）。
圖1 裝配后刀盤在主機的精度要求
（1）刀盤與刀架定位精度優(yōu)化調(diào)整。原來是基孔制配合基軸制，孔為過渡公差配合基軸制公差，從理論上實現(xiàn)了配合誤差滿足要求（見表1）。
（2）優(yōu)化技術(shù)參數(shù)后，著重解決動齒盤和刀盤的形位公差，讓其自身精度滿足要求。動齒盤外圓φ 40h5的外磨加工完全能夠保證其精度，主要是在端齒磨床磨齒過程中，必須采用千分表找正基準外圓在0.002mm，保證磨齒過后嚙合誤差在0.005mm內(nèi)，而且為保證磨齒精度，在磨齒之前查看每處的磨量是否均勻，誤差在0.2mm以內(nèi)，否則需要微調(diào)動齒盤的圓周位置以達到要求，首次試驗8件后精度如表2所示。
注意上述環(huán)節(jié)的操作，配合合理的操作規(guī)范，使得動齒盤的關(guān)鍵公差得以保證。檢測的數(shù)據(jù)結(jié)果表明，這些優(yōu)化措施是成功的。
2.刀盤的加工精度
首先考慮加工設(shè)備， 由于精度要求高，以前的立式、臥式加工中心共同完成的精加工工序?qū)葻o法控制，而且中心定位孔φ 40H7（以前公差）是在之前加工的，并不是在最后一次裝夾完成，也存在加工時的安裝定位誤差。現(xiàn)在采用五軸加工中心VMC0656，實現(xiàn)立臥轉(zhuǎn)換，所有精加工尺寸在一次裝夾完成，中心定位孔改為φ 40JS6，該孔采用粗鏜后留磨量0.2mm，在五軸加工中心上安裝一個磨桿，安上砂輪，磨削至成品，徹底解決了基準孔加工誤差大、難以控制的問題。同時其他精度尺寸也一并完成，精度很好，完全能夠達到刀盤互換所需的精度。
3.解決裝配配合的問題
在整個裝配過程中大部分都是開環(huán)裝配，精度無法檢測，以前只能裝配后刀盤再精加工，以彌補裝配及零件自身的誤差，現(xiàn)在裝配完成后必須解決精度檢測。通過多次試驗并論證， 最終采用在檢驗平臺上安裝高精度的直線導(dǎo)軌，選用THK品牌，采用SP超精密精度等級，導(dǎo)軌精度為1.5μm/300mm，安裝于裝配平臺上，與精密墊鐵之間平行達0.003/300mm，這樣的精度完全滿足刀盤的精度檢測要求（0.02/150）。再將試制的刀盤按照新的加工方式完成后，通過導(dǎo)軌裝置找正，進行精度檢測如表3、圖2、表4及圖3所示。
圖 2
圖 3
4.結(jié)語
通過分析上述8臺成品的檢測結(jié)果，說明這種刀盤互換的工藝方式是可行的，精度完全可以保證，不需要裝配后再進行加工，公司已經(jīng)批量生產(chǎn)。實踐證明，這種工藝技術(shù)公關(guān)改進可以實現(xiàn)批量互換，減少了大量周轉(zhuǎn)和自鏜加工時間，效率大大提高，更便于生產(chǎn)管理。在當下的國內(nèi)刀架行業(yè)也算得上是一項技術(shù)突破。
作者：沈陽機床股份有限公司 魏蘭杰 李中明
