我廠內(nèi)燃機(jī)車轉(zhuǎn)向架的空心軸套(見圖1)的機(jī)械加工難度較大，無法直接在普通機(jī)床上進(jìn)行加工，必須制訂相應(yīng)的加工工藝，并設(shè)計(jì)制作專用夾具，才能加工出合格的空心軸套。

圖1 空心軸套示意圖

一、空心軸套加工工藝
空心軸套的關(guān)鍵尺寸f380-0.036，為軸承安裝外圓柱面，精度要求很高，大底平面至f380mm中心線的中心高103-0.022，側(cè)平面至中心線的側(cè)面距275±0.04,其精度直接影響傳遞扭矩的齒輪齒隙。
由于空心軸套外形尺寸大，形狀不規(guī)則，所以上述三個(gè)關(guān)鍵尺寸在加工中成為技術(shù)關(guān)鍵。現(xiàn)就解決上述幾項(xiàng)難題分析幾種空心軸套的機(jī)械加工工藝的利弊，通過比較最終確定空心軸套的最佳加工工藝。
空心軸套加工的第一方案
通過校調(diào)半精加工空心軸套f380mm外圓中心線，使其在立車上定位，由立車卡爪夾緊工件，精車f380-0.036外圓;然后以f380mm外圓定位，在加工中心七加工空心軸套大底平面和側(cè)平面來保證中心高103-0.022和側(cè)面距275±0.04。該加工工藝的不足之處是，由于該零件是豎立安裝在立式車床上加工，同時(shí)加工外圓時(shí)，立車夾緊卡爪懸臂較大，立車的加工精度相對較低，故使用立車加工f380-0.036外圓難以保證該尺寸的精度要求及形位公差。由此可見，立車只能用于空心軸套價(jià)380mm外圓的半精加工。
空心軸套加工的第二方案
首先將空心軸套在立車上半精加工，再以f380mm外圓定位在加工中心上精加工大底平面和側(cè)平面;并設(shè)計(jì)制作空心軸套車床夾具，空心軸套以其精加工的大底平面和側(cè)平面在夾具上定位并夾緊。由夾具來保證中心高103-0.022和側(cè)面距275±0.04。該夾具一端通過過渡法蘭與車床主軸聯(lián)接，另一端設(shè)置中心孔與車床尾座的頂尖聯(lián)接，這一加工方法消除了工件加工時(shí)處于懸臂狀態(tài)。該加工工藝基本能滿足空心軸套設(shè)計(jì)要求，但f380mm外圓的圓度、表面粗糙度不夠理想，裝拆工件較復(fù)雜。
空心軸套加工的第三方案
首先將空心軸套f380mm外圓在立車上半精加工并留適當(dāng)磨削余量，然后以該外圓定位在加工中心上梢加工其大底平面和側(cè)平面，以此作為后道工序的定位基準(zhǔn)面;最后一道工序在磨床上加工，并設(shè)計(jì)空心軸套磨床夾具，以空心軸套大底平面和側(cè)平面定位，磨削加工f380-0.036外圓，同時(shí)保證空心軸套的中心距和側(cè)面距

1.A定位塊 2.C定位塊 3.B定位塊 4.勾形壓板 5.支架 6.主軸 7.平衡塊 8.銷釘 9.支承釘
圖2 空心軸套磨床夾具示意圖

二、空心軸套的磨床夾具
空心軸套磨床夾具如圖2所示，以A定位塊、B定位塊作為工件的水平定位元件，該定位面到磨床夾具的中心軸線尺寸控制在103-0.01，以C定位塊作為工件的側(cè)面定位元件控制該定位面到磨床的中心軸線尺寸275±0.015，工件以大底平面、側(cè)平面在磨床夾具上定位，使用勾形壓板將工件的小側(cè)面壓緊到磨床夾具的側(cè)定位面上。利用工件大底平面上的通孔使用螺拴、墊圈將工件夾緊在磨床夾具上。考慮到f380mm外圓為圓簡薄壁形狀且在磨床夾具上處于懸空狀態(tài)，磨削后受熱容易產(chǎn)生變形，故在工件圓筒處設(shè)置三個(gè)支承釘，以承受磨削力，從而改善了國筒處的受力情況，保證了f390mm外圓的形狀公差。從夾具制作的工藝性考慮該夾具體采用多件組裝，便于定位尺寸的調(diào)整。由于支架處于懸臂狀態(tài)，故用4只特大螺栓將支架與磨床夾具主軸聯(lián)為一體，提高了支架的剛性和承載能力;又因磨床夾具與工件相對于夾具的主軸中心線有偏重，在磨削工件時(shí)，影響f380mm 外圓的圓度，所以該磨床夾具裝夾工件后首次使用時(shí)應(yīng)做動(dòng)平衡試驗(yàn)，在磨床夾具的適當(dāng)位置加裝平衡塊。由于該夾具的精度要求高，所以必須嚴(yán)格控制夾具與磨床的定位精度，只有使用死頂尖才能實(shí)現(xiàn)無間隙定位，從而保證這一要求高的定位精度，因此，在磨床夾具的主軸兩端制作中心孔，以這二個(gè)中心孔在磨床的硬質(zhì)合金頂尖上定位，定位精度在1µm以下，承載能力大，且不損壞中心孔，對中心孔有修正作用。但由于該磨床夾具重量大，在磨削工件時(shí)中心孔表面與頂尖表面摩攘產(chǎn)生熱量，所以需在中心孔表面涂以二硫化鉑潤滑脂。由磨床撥盤，通過磨床夾具上的銷釘，帶動(dòng)夾具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
三 、結(jié)論
經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證，空心軸套加工的第三方案是可取的，空心軸套磨床夾具的設(shè)計(jì)打破了傳統(tǒng)裝備與機(jī)床主軸直接聯(lián)接的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)磨床夾具長度長，精度高的具體情況，采用了裝拆工件時(shí)磨床夾具與磨床分離，磨削工件時(shí)磨床夾具在磨床頂尖上定位，這種加工方法使空心軸套的三個(gè)關(guān)鍵尺寸的精度及粗糙度均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。