浮选机轴承体加工的夹具设计

　　摘　要：本文通过对浮选机轴承体的加工过程进行分析，总结出轴承体的加工特点，制定出合理的轴承体加工工艺和方法，进而提出适合批量加工轴承体的专用夹具，使轴承体的加工更为合理，不仅保持了稳定的产品质量，而且提高了劳动生产率，增加了经济效益。
　　关键词：浮选机；轴承体；夹具
　　1　引言
　　浮选机是北京矿冶研究总院机械研究所的主要产品，其上的轴承体是精度要求高且加工难度较大的关键工件之一。轴承体的传统加工工艺和方法不仅严重耗费工时，又难以保证浮选机批量加工质量的一致性，这些在生产中急需改进，以降低制造成本，提高产品在市场上的竞争力，满足市场的需求。
　　2　轴承体
　　2.1 材料
　　灰铸铁，牌号为HT200，内含游离石墨；含碳量为2.7%～3.0%，含硅量1.0%～3.0%，含锰量0.4%～1.2%，含硫量<0.15%，含磷量<0.3%；铁素体+珠光体+片状石墨；具有良好的铸造性、切削加工性，较高的耐磨性、减振性及较低的缺口敏感性。轴承体如图1所示。 　　2.2 加工特点
　　不易装卡：铸件坯料切削余量在10mm左右，重量约150kg，外形尺寸为660mm×560mm×750mm；工艺要求比较高：两端的孔径为190^+0.090mm，同轴度为0.025mm，垂直度为0.05mm；表面的粗糙度和形位公差很难保证：在切削力的作用下，因工件的自身特点，使工件极易产生振动。
　　2.3 加工过程
　　2.3.1 切削参数选择
　　刀具：90°机夹刀具，刀片牌号K20，前角0°～5°，后角3°～5°，主偏角90°，副偏角2°～4°，刀体为45号钢，调质HB230～250；切削用量：切削速度20～40m/min，走刀量0.6～0.8mm/r，吃刀深度8～10mm。
　　2.3.2 次加工
　　首先用四爪卡盘夹紧端面A外圆，用尾座顶尖顶住端面C，两端面A、C的外圆毛坯均以粗基准找正，然后车削端面C的直径340mm，再车削端面C至端面B的尺寸200mm，Z后换用90°反车刀，本着粗车、半精车和精车的原则切削内孔，达到工艺要求。
　　2.3.3 第二次加工
　　二次装卡后，先用四爪卡盘夹紧端面C的直径340mm处，用表找正端面A和直径240mm的外圆，再用顶尖顶住端面A，加工直径320mm的外圆，然后架中心架，车削端面A及内孔直径190^+0.090mm，使内孔精度和圆柱度达到工艺要求。
　　2.4 第二次加工分析
　　（1）找正时间过长：切削时切削力极容易使工件产生振动，发生位移，这时需要第二次找正；
　　（2）精度和工艺尺寸很难保证：找正的精度只能达到0.05～0.10mm左右，再加上机床本身精度的误差，使轴承体加工的精度和工艺尺寸很难保证；
　　（3）生产效率低：辅助时间和机动时间过长，尤其是单件生产；
　　（4）容易产生废品：加工的精度和工艺尺寸很难保证，使废品率高达5%左右，生产成本相应增加。
　　依据以上的分析，可以得出结论：轴承体的第二次加工必须改进，以达到加工精度和批量生产的需要。
　　3　轴承体加工的夹具设计
　　3.1 轴承体夹具的设计要求
　　夹具的制作应符合车床上使用夹具的技术要求。夹具的定位表面对主轴回转轴线有同轴度、平行度和对称度要求；定位表面本身的平行度和垂直度要求；各定位表面间的垂直度和平行度要求；定位基面对夹具的安装基面的垂直度和平行度要求；定位表面和轴向台阶的垂直度要求；与制造和平衡有关的要求。根据以上要求制作的夹具如图2所示： 　　3.2 轴承体夹具的定位分析
　　轴承体的端面B和内孔190^+0.090mm为定位基准。基准定位点分布为轴承体的端面B与夹具的端面A的接触部分，相当于三个支撑点限三个自由度；轴承体的内孔190^+0.090mm和夹具的端面B的外圆接触，相当于两个支撑点限制两个自由度；Z后一个自由度是在加工时将中心架架在轴承体的外圆处来保证，因为是轴向运动，所以对加工没有影响。综合上述分析：这种定位方法是合理的。
　　3.3 轴承体夹具的误差分析
　　定位误差：轴承体端面C的内孔尺寸190^+0.090mm和夹具端面B的外圆尺寸190^-0.010-0.090mm的定位有间隙存在，但在误差的控制范围内；基准误差：轴承体端面C的内孔尺寸190^+0.090mm和夹具端面B的外圆尺寸190^-0.010-0.090mm重合。轴承体的端面B和夹具的端面A重合。根据设计基准与定位基准重合和互为基准原理，符合定位理论。
　　为了保证轴承体的加工精度，夹具的制造误差、安装误差、加工误差以及机床、夹具、刀具在加工过程中的弹性变形等，都必须控制轴承体的加工在公差允许范围内，即：定位误差+机床精度误差+安装误差<加工件精度误差。
　　4　结语
　　综上所述，通过使用夹具对轴承体进行第二次加工后，精度和形位公差完全满足图纸的设计要求，加工效率提高一倍以上；并且该夹具定位方法合理，夹紧可靠，方便快捷，使轴承体的加工质量保持稳定，满足了批量制造浮选机产品的一致性，提高了劳动生产率，降低了生产成本，提高了经济效益，增加了产品在市场上的竞争力。
　　参考文献：
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