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《机床与液压》!##!&45&"

圆周径向分布孔系加工

张思弟

（南京工程学院，!"##"$）

摘要：本文介绍一种径向圆周均布或规则分布孔系成组加工专用机床的设计，其总体方案先进高效，夹具构思新型独到，而此类零件在汽车摩托车行业具有一定的代表性，故不失为一种具有一定通用性的先进加工方案。

关键词：圆周径向分布；孔系；齿轮分度；成组加工；专机

圆周径向分布孔系的加工不同于轴向孔系，轴向孔系可采用多轴箱一次进给完成全部或部分孔的加工，从而达到高效加工的目的。径向孔系各孔轴线呈发散由于每次分度是在上一次的基础上进行相对步数计数，故工作中丢步不会累积，但为了防止其它因素可能产生丢步累积从而导致定位齿销无法插入分度齿轮齿槽状而并非平行，无法考虑多轴加工方案，只能采用分度逐孔加工方案。以往常用的通用分度装置有鼠齿盘定位型或蜗轮蜗杆副型，通过手动液压或电机传动实现分度，这些装置不仅加工制造工艺复杂，成本高，而且工作时运行速度慢，不能满足大批量高效生产的

要求。

图"

如图"所示为某汽车离合器中的两种零件，%零件沿圆周齿槽径向分布有$!个!!&’的小孔，(零件共有)#个!!&)的径向分布孔，并且不在同一截面内，其轴向尚有位移，以"*#+为一个变化周期规律，见圆周展开。汽车是个大批量生产行业，显然，传统的加工方法无法满足其要求。

为了实现对以上汽车业典型圆周径向分布孔系的高效加工，经反复研究论证，最终制定出实施方案。现分述如下：!径向分度

如图!所示，分度机构采用步进电机传动，齿轮定位结构方案。步进电机"经一对齿轮"：,减速带动主轴!旋转，电机步距角!"-#&’!+，则电机运行一步，主轴转动步距角#$-#&"*+，从这个意义上说主轴最细可实现!###（$.#/#&"*）等分。在这里电机仅起传动和分度粗定位作用，最终分度精度由分度齿轮决定。

图!中$、,为分度齿轮，其齿数分别等于被加工

零件%&(之径向等分孔数$!和,!（或为其整数倍）

，加工%&(零件时，电机单次分度运行步数分别为.!&)!###/$!）和,’&.!（!###/,!）步，取整后即为.$和,*步，则主轴分度最大舍入误差为#&)#$-#&#0+，作为粗定位这已足够了。当电机以上述单次分度运行步数执行后，主控系统发出信号控制定位气缸)推动定位齿销.插入分度齿轮齿槽实现精定位，从而确保主轴按要求等分角度分度并准确稳定地保持在该位置上，承受一定的切削加工扭矩载荷。

在上述分度定位过程中，由于步距取整误差，定位齿销每次强行插入分度齿轮将导致步进电机丢步，

进行定位。在每加工完一个零件后，即对主轴进行圆周原位检测以消除累积误差影响，这只需设置一个原

位检测接进开关即可。

图!

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轴向移位

对图"(所示零件，其径向等分孔轴向不在同一截面内，每加工完一个孔进行分度的同时还须在轴向作一定量的相对移动才能在既定的位置加工出要求的孔，

每次的移动量按一定规律变化（图"(圆周展开图）

。为此须在夹具下方附加一个可编程的轴向运动。

为了实现上述功能，采用一步进电机驱动滑台部件。由于本方案控制采用123，考虑到成本问题，滑台的移位运动控制采用123扩展位置模块来实现，而无需引入专用数控系统，这样便经济可靠地达到了目的。

#总体方案

考虑到以上两种零件的年产纲领，采用上述分度移位部件若单件单头加工则远远满足不了要求，多台加工则设备、人力及其它辅助投入急剧增加。为了经济地满足大量高效生产的要求，采用了图$所示的总

体方案。图$

图$中"为双件装夹分度夹具，其工作原理如前所述，这里双主轴由中间同一步进电机驱动。$即为轴向移位滑台，!为小型风动动力头，每个工件布置两个动力头按"*#+分布，对一个工件进行双面同时加工，这样每个动力头加工一个工件上的一半孔该工件即告加工完成。

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