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       一、產(chǎn)品概述

      數(shù)控萬(wàn)能銑頭是為我公司生產(chǎn)的數(shù)控落地銑鏜床配備的主要附件之一，該附件通過(guò)更換滑枕前端護(hù)板與滑枕連接,通過(guò)CNC的程序控制，能自動(dòng)地安裝于機(jī)床上，并且該銑頭能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)角及定位，同時(shí)具備自動(dòng)夾刀功能。該銑頭主軸能在垂直于方滑枕中心及平行于方滑枕中心360°任意角度上進(jìn)行銑削加工，主機(jī)配有本銑頭可以擴(kuò)大其加工工藝范圍。數(shù)控萬(wàn)能銑頭主要包括銑頭體、回轉(zhuǎn)體和底座三個(gè)部分，底座與主機(jī)的滑枕相連。底座與回轉(zhuǎn)體間可以旋轉(zhuǎn)、即C軸旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)體與銑頭體間可以旋轉(zhuǎn)、即A軸旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都具有準(zhǔn)確定位裝置和防止旋轉(zhuǎn)的夾緊裝置。電氣和液壓裝置用插頭與主機(jī)自動(dòng)連接，刀具能夠自動(dòng)地裝夾在銑頭主軸上，以完成切削的功能。外形尺寸圖見(jiàn)圖1。
 

                                      圖1.外形尺寸圖 

      二、回轉(zhuǎn)體零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)介紹

      回轉(zhuǎn)體是數(shù)控萬(wàn)能銑頭的關(guān)鍵核心零件之一，回轉(zhuǎn)體為鑄鐵件，內(nèi)部結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖2。回轉(zhuǎn)體內(nèi)裝有A軸轉(zhuǎn)角的機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置和相應(yīng)的傳動(dòng)裝置，裝有用于A軸精確定位的端齒盤裝置、A軸端齒盤脫開(kāi)與嚙合的位置檢測(cè)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、用于A軸旋轉(zhuǎn)而配置的液壓油缸、A軸夾緊油缸及彈簧組件以及A軸旋轉(zhuǎn)用的液壓密封元件等零部件。
 

                                              圖2.回轉(zhuǎn)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)

      三、回轉(zhuǎn)體零件主要技術(shù)要求

      主要技術(shù)要求：

      1. 基準(zhǔn)AΦ205孔與Φ250外圓的同軸度要求0.01mm，孔內(nèi)表面粗糙度Ra0.8，外圓表面粗糙度Ra1.6；
      2. 15.5尺寸右端面、63尺寸右端面與基準(zhǔn)AΦ205孔的垂直度要求0.01mm；
      3. Φ260孔與基準(zhǔn)AΦ205孔的垂直度要求0.008mm，位置度要求0.02mm；
      4. Φ310孔與基準(zhǔn)BΦ260孔同軸度要求0.01mm；
      5. Φ310孔內(nèi)端面與基準(zhǔn)BΦ260孔垂直度要求0.01mm；
 

  
                                           圖3.回轉(zhuǎn)體三維圖

      
   
                                         圖4.回轉(zhuǎn)體二維剖視圖

      四、主要部位的工藝性分析

      該零件為單件小批量生產(chǎn)，材料為QT600-3，毛坯為鑄鐵件。從圖紙和技術(shù)條件可知：該零件形狀復(fù)雜、壁薄且不均勻，內(nèi)部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，內(nèi)孔、外圓的形位公差要求比較高，尺寸公差也都是數(shù)字公差，也有許多精度要求較低的緊固孔。

      1. 孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度

      軸承支撐孔有較高的尺寸精度、幾何形狀精度和較小的表面粗糙度要求，保證此項(xiàng)精度是關(guān)鍵，否則將影響軸承外圈與體上孔的配合精度,使軸的旋轉(zhuǎn)精度降低。支撐孔精度為IT6 級(jí)，表面粗糙度為Ra0.8~1.6μm，其他支撐孔精度為IT6~IT7 級(jí)，表面粗糙度為Ra1.6~3.2μm。孔的形狀公差一般要求較高，在0.005~0.01mm。

      2. 支撐孔之間的孔距尺寸精度及相互位置精度

      在回轉(zhuǎn)體上有齒輪嚙合關(guān)系的相鄰孔之間，有一定的孔距尺寸精度及平行度，此項(xiàng)精度不好，會(huì)影響齒輪的嚙合精度，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪音和振動(dòng)，并影響齒輪壽命。這項(xiàng)精度主要取決于傳動(dòng)齒輪副的中心距和齒輪嚙合精度，中心距公差為0.01mm，軸心線平行度0.008~0.015mm，回轉(zhuǎn)體上同軸線孔應(yīng)有一定的同軸度要求，同軸線孔的同軸度超差，不僅會(huì)給回轉(zhuǎn)體中軸的裝配帶來(lái)困難，且使軸的運(yùn)轉(zhuǎn)情況惡化，軸承磨損情況加劇，溫度升高，影響產(chǎn)品的精度和正常運(yùn)轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)體中同軸線孔的同軸度一般為0.008~0.015mm。

      3. 主平面的形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度

      回轉(zhuǎn)體的主平面就是裝配基面或加工中的定位基面，它們直接影響回轉(zhuǎn)體與產(chǎn)品總裝時(shí)的相對(duì)位置及接觸剛性，影響回轉(zhuǎn)體加工中的定位精度，因而有較高的平面度和平面粗糙度，此回轉(zhuǎn)體的平面度為0.005~0.015mm ，表面粗糙度為Ra0.8~1.6μm。其他平面對(duì)裝配基面也有一定的尺寸精度和平面度要求，如一般平面的平行度為0.005~0.015mm,平面間的垂直度為0.008~0.01mm。

      4. 支撐孔與主平面的相互位置精度

      回轉(zhuǎn)體上的支撐孔及孔端面對(duì)裝配基面有一定的平行度和垂直度要求，平行度和垂直度要求在0.005~0.01mm。

      五、確定的工藝流程及取得的成果

      根據(jù)以上分析情況，回轉(zhuǎn)體外形為不規(guī)則平面，要加工出合格的產(chǎn)品，需鑄造出相應(yīng)的工藝臺(tái)，最好采用帶數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的加工中心，配備相應(yīng)的進(jìn)口刀具，采用一次安卡定位完成三個(gè)方向的孔、外圓及面的精密加工，因此，經(jīng)過(guò)分析論證，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，鑄件在出爐退火后，我們采取了兩次時(shí)效，第一次是在粗加工后的熱時(shí)效，第二次是在半精加工后的自然時(shí)效。

      2. 將機(jī)械加工工藝劃分為粗加工、半精加工、精加工三個(gè)階段，而且在粗加工之前安排了荒加工階段。這樣先完成各尺寸的粗加工，然后完成各尺寸的精加工，目的就是既可以避免精加工后的尺寸受到其他尺寸粗加工、半精加工的內(nèi)應(yīng)力重新分布及夾緊力等因素影響，以致降低原來(lái)已經(jīng)達(dá)到的精度和表面光潔度；同時(shí)也能避免因工序轉(zhuǎn)換，在運(yùn)輸過(guò)程中使零件受到損傷而降低精度和光潔度。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的自然時(shí)效，使零件的彈性變形及熱變形得以恢復(fù)。

      3. 選用進(jìn)口把關(guān)設(shè)備:海科特加工中心，配備進(jìn)口刀具：瓦爾特，山特的粗、精鏜刀、瓦玉米銑刀、粗、精銑刀、套車刀、清根銑刀、面銑刀等刀具；

      鑒于以上的分析及措施要點(diǎn)，我公司擬定并采用了如下工藝流程：

      鑄造→退火→劃線→粗銑工藝臺(tái)→粗加工外圓、內(nèi)孔、面→熱時(shí)效→劃線→粗銑工藝臺(tái)→半精加工外圓、內(nèi)孔、面→自然時(shí)效→精加工外圓、內(nèi)孔、面（海科特加工中心HEC630）通過(guò)采取上述加工方案，完全實(shí)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)體加工的各項(xiàng)精度要求，對(duì)我公司順利裝配數(shù)控萬(wàn)能銑頭提供了質(zhì)量保障。