接料臂加工误差分析与工装设计

孙继峰

（河北天择重型机械有限公司，河北邯郸056200）

1 问题的提出

我公司在生产方坯精整线时，其中转接料装置结构中，两根连接轴由一个半联轴器连接到一起，每根轴上装有3 个接料臂（连接轴见图1、接料臂见图2）。在其中一个连接轴上有一个接料臂是主动臂，主动臂与油缸相连接，油缸活塞杆伸缩带动转臂转动一个角度，完成接料与送料工作；工作时，6 个接料臂A、B 托料平面应一致。但在设备组装时，发现6 个接料臂A、B 托料面误差达5mm。根据此部件结构分析，产生误差的原因有两种因素：（1）连接轴上4 个键槽中心加工不一致；（2）接料臂键槽与接料平面相对位置有加工误差。

图1 连接轴

图2 接料臂

2 连接轴与接料臂原加工工艺分析及检测

2.1 连接轴加工工艺

（1）调质处理：240～260HB；

（2）车：车轴各部尺寸成活（设备：C6140）；

（3）钳：以轴中心找正，划十字线、划4 处键槽加工线；

（4）铣：按线找中、找正，铣键槽成活（设备：X2012）。

2.2 接料臂加工工艺

（1）钳：根据非加工面，划找正线，划A、B 面加工线、φ140 孔加工线；（2）镗：按线找正，镗φ140 孔；铣A、B 面成活；（3）钳：以φ140 孔及A、B 成活面为基准，划36 键槽加工线及找正线；（4）插：按线找正插36 键槽成活。

2.3 加工工艺分析

由连接轴加工工艺可知，连接轴上的4 个键槽是在龙门铣上一次装夹完成的，其加工误差由龙门铣设备精度决定。通过检测连接轴4 处键槽配合面位置误差为0.5mm（轴弯曲0.5mm），各处键槽中心与轴中心误差在0.04mm 之内。因此，轴的加工误差不是接料臂A、B 面误差的主要因素。

由接料臂加工工艺可知，加工键槽前接料臂A、B 面已加工完成，以A 面为基准划键槽加工线，此基准正确，但在加工键槽时按线找正，由于人为因素可能会出现找正误差，其会影响到键槽定位面与A 面的垂直度。如果键槽配合面在φ140 圆周上移动0.1mm，键槽中心平面相对于A 面旋转了4′23″，其反映到接料臂A 点则误差1mm（根据三角形相似定理：0.1/70=t/793，t=1.13）。接料臂加工时，误差方向不同，反映到A 点则有高、有低。通过将3 个接料臂分别装配到连接轴同一个键槽，测量A 面与相邻同一个接料臂A 面高度误差最大为4mm。由此看来，产生A 面误差的主要原因是接料臂加工。

通过以上分析，要想满足装配要求，使A 面高度一致，必须改进接料臂加工工艺。

3 接料臂加工新工艺

（1）钳：根据各部加工余量，划找正线、φ140 孔加工线；

（2）镗：按线找正，镗φ140 孔；

（3）钳：以φ140 孔中心线为基准，根据A、B 面加工量，划36 键槽找正线与加工线、划A、B 平面加工线（A、B平面加工线只需划一件）；

（4）插：按线找正，插36 键槽成活；

（5）铣：加工第一件时，按线找正，工装定位，将工装中心位置定为0 点。加工A、B 面成活，并记录成活位置坐标点。

4 料臂加工工装与使用

4.1 料臂加工工装

为保证料臂加工质量，设计了一套加工工装，如图3。

工装由固定轴1、固定板2 组成。固定轴上铣一个36键槽；端面钻一个M20 深40mm 的螺纹孔。固定板中心车一个φ120 孔与固定轴一端装配后焊接到一起。

4.2 工装使用方法

工装使用方法如图4 所示。

工装1 用螺栓固定到弯板5；接料臂4 通过键3 周向定位装到工装固定轴，轴向用压盖6 定位。弯板5 在工件找正后，固定到镗床工作台。加工首件A、B 面时，按线找正后，将工装及弯板固定牢，将工件轴孔中心定为坐标0 点；A、B 面加工成活时，记录成活位置坐标点。从加工第二件开始，工装、弯板位置不动，只需更换工件，按第一件所记录的成活位置坐标点成活即可。

5 使用效果

图4 接料臂工装1.工装 2.M20 螺栓 3.36 键 4.接料臂 5.弯板 6.压盖

通过实践，用工装定位加工料臂A、B 面，既节省了A、B 面划线工序及加工找正时间，提高了工作效率，又保证了产品质量。用工装定位加工的6 件料臂装配后A 面误差减小到0.6mm 之内。此加工方法在同类零件加工中值得推广。