摘 要：随着四轴加工中心的广泛运用，一些有着较高同轴度要求的孔及台阶孔能通过第四轴（转台）回转加工一次完成。通过分析找出同轴度超差的常见原因，并提出改进及前提调试时需要注意的地方。
关键词：四轴；台阶孔；同轴度
在现代工业中，轴承的运用非常广泛，轴承安装定位孔大多数为成对加工的台阶孔。轴承安装孔的精度及同轴度越高，高速运转时噪音越小，震动越小，使用寿命越长。在某些要求高的零件图纸中，同轴度要求为φ0.02甚至更高。
1 加工方法
传统观念中，对于这类零件的加工方法可分为两种：（1）调头两次加工，即先加工一侧的台阶孔，再以台阶孔及端面作为定位基准，加工另一头台阶孔；（2）利用特殊刀具反拉另一侧的台阶孔。但这两种加工工艺都有不足的地方，第一种加工工艺对工装夹具的要求较高，既要控制定位柱与台阶孔之间的间隙，又要控制工装定位面与走刀方向上的垂直度。这样要幺缩小第一次加工的台阶孔的公差带，要幺需要制作不同尺寸的工装夹具，使其最大配合间隙不能大于同轴度要求的尺寸。需要两次装夹才能完成，加工效率比较一般。第二种加工方法会受到台阶孔及中间通孔的限制，假设D1为台阶孔通孔，D2为台阶孔，d为刀杆直径，L为刀尖到刀杆的径向最大距离，只有当L 2 同轴度超差原因分析 但在实际生产过程中，通过三坐标检测，我们依然发现其同轴度有超差现象，并且属于批量超差，通过对加工中心班长对某零件的调试到加工完整的观察及分析，找到了造成同轴度超差的原因。 2.1 工件回转轴线与转台回转轴线不重合导致超差 在制作工装夹具时，可能由于加工误差，使其装夹定位后的回转轴线与转台的回转轴线超出图纸设计要求，调试人员没有按照转台的回转中心设定坐标系而是以工装定位轴线设定了坐标系，这样由于其回转中心不重合就会导致同轴度超差，如图1所示，回转加工后产生的同轴度误差值为2倍的L。当工件回转中心与转台回转中心不重合时，如果以转台回转中心设定坐标系，做出来的工件相对于未加工面尺寸会有偏移现象，但同轴度是好的。调试人员在首检时发现这一情况后，对4轴回转加工的认知不够，认为靠平移坐标系就能同时满足线性公差及形位公差。这恰恰是同轴度超差造成的原因。 2.2 转台回转精度导致同轴度超差 以台湾谭兴VNRC-210转台来说，出厂精度为±4″，反向间隙通过参数补偿消除掉了，以最大回转直径210mm来算，同轴度最大误差为0.002mm，也就是说新的转台回转时不会出现大的误差，随着加工次数变多，转台内蜗轮蜗杆之间会产生间隙，编程时转台在A0至A180范围内转动，反向间隙无法消除，如果反向间隙过大或加工的零件较长的话，同轴度有可能超出公差范围。以图2为例，θ角为没有消除的反向间隙，L1为A0时加工的轴线，L2为A180时加工的轴线，R为台阶孔顶端至回转中心之间的距离，根据三角函数计算可得，其轴线偏移的距离D=2*R*sin（θ/2）。 3 改进方法 通过以上分析，通过转台加工台阶孔导致同轴度超差绝大多数是由以上两个原因造成的。针对以上两个缺陷，制定出如下改进方法： 3.1 制定作业指导书，明确规定转台回转中心坐标不可轻易改动。对现场所有带转台的加工中心，通过寻边器找到其回转中心并作备份。这样实施后，每次调试时Y轴坐标保持不动，只需要找到A0及X轴的坐标，能够节约调试时间。对调试人员及操作工进行培训，告诉他们加工原理，今后调试时必须以转台的回转中心展开。 3.2 对工装夹具进行测量，测定其轴线与定位柱轴线之间的偏差并在上面注明，今后在使用该工装时，程序中将偏差值计算进去，例如其偏差值为a，则在A0时的坐标为X+a，A180时的坐标为-X-a。 3.3 检测转台的回转精度，检测方法为：将一的145mmX145mm的方块固定在转台面上，用千分表拉直一端面，设定为A0，用手轮将A轴旋转180°，再次用千分表检测那端面，经CAD作图可知，当145mm长的端面倾斜0.005mm时，A轴相差0.002°。根据上面的公式D=2*R*sin（θ/2），D=0.004mm，检测出转台的间隙后，有两种处理办法，一种是通过机床参数设定，将A轴的间隙再次补偿消除；对于某些机床不允许私人修改参数的，那就只能在编程的时候将A轴的间隙也计算在内，通过转台多转一定的角度来消除反向间隙。 4 结束语 通过对以上两项影响同轴度因素的消除或减小，在加工中心上运用四轴加工台阶孔的同轴度得到了很好的控制，加工效率也比传统加工工艺有了很大的提高。 随着高精度机床越来越广泛的运用，人们通常会用机床精度来保证零件精度，但是再先进的机床也需要人工调试，机床精度也不是一成不变的，提高调试人员理论及工艺水平，对机床按时做好维护保养，是生产效率、产品合格率的保证。 参考文献 [1] 段良泽.加工中心反镗台阶孔的工艺实践[J].纺织机械，2011（4）. [2]李敬言.用加工中心加工台阶孔的几种方法[J].机械工程师，2004（12）. [3]张文俊，刘雪健.基于四轴数控机床的对刀[J].机械制造与研究，2011（5）. 作者简介：沈健（1986，2-），男，汉族，江苏常州人，本科学历，助理工程师，主要研究方向为有色金属机加工工艺。
摘 要：随着四轴加工中心的广泛运用，一些有着较高同轴度要求的孔及台阶孔能通过第四轴（转台）回转加工一次完成。通过分析找出同轴度超差的常见原因，并提出改进及前提调试时需要注意的地方。
关键词：四轴；台阶孔；同轴度
在现代工业中，轴承的运用非常广泛，轴承安装定位孔大多数为成对加工的台阶孔。轴承安装孔的精度及同轴度越高，高速运转时噪音越小，震动越小，使用寿命越长。在某些要求高的零件图纸中，同轴度要求为φ0.02甚至更高。
1 加工方法
传统观念中，对于这类零件的加工方法可分为两种：（1）调头两次加工，即先加工一侧的台阶孔，再以台阶孔及端面作为定位基准，加工另一头台阶孔；（2）利用特殊刀具反拉另一侧的台阶孔。但这两种加工工艺都有不足的地方，第一种加工工艺对工装夹具的要求较高，既要控制定位柱与台阶孔之间的间隙，又要控制工装定位面与走刀方向上的垂直度。这样要幺缩小第一次加工的台阶孔的公差带，要幺需要制作不同尺寸的工装夹具，使其最大配合间隙不能大于同轴度要求的尺寸。需要两次装夹才能完成，加工效率比较一般。第二种加工方法会受到台阶孔及中间通孔的限制，假设D1为台阶孔通孔，D2为台阶孔，d为刀杆直径，L为刀尖到刀杆的径向最大距离，只有当L 2 同轴度超差原因分析 但在实际生产过程中，通过三坐标检测，我们依然发现其同轴度有超差现象，并且属于批量超差，通过对加工中心班长对某零件的调试到加工完整的观察及分析，找到了造成同轴度超差的原因。 2.1 工件回转轴线与转台回转轴线不重合导致超差 在制作工装夹具时，可能由于加工误差，使其装夹定位后的回转轴线与转台的回转轴线超出图纸设计要求，调试人员没有按照转台的回转中心设定坐标系而是以工装定位轴线设定了坐标系，这样由于其回转中心不重合就会导致同轴度超差，如图1所示，回转加工后产生的同轴度误差值为2倍的L。当工件回转中心与转台回转中心不重合时，如果以转台回转中心设定坐标系，做出来的工件相对于未加工面尺寸会有偏移现象，但同轴度是好的。调试人员在首检时发现这一情况后，对4轴回转加工的认知不够，认为靠平移坐标系就能同时满足线性公差及形位公差。这恰恰是同轴度超差造成的原因。 2.2 转台回转精度导致同轴度超差 以台湾谭兴VNRC-210转台来说，出厂精度为±4″，反向间隙通过参数补偿消除掉了，以最大回转直径210mm来算，同轴度最大误差为0.002mm，也就是说新的转台回转时不会出现大的误差，随着加工次数变多，转台内蜗轮蜗杆之间会产生间隙，编程时转台在A0至A180范围内转动，反向间隙无法消除，如果反向间隙过大或加工的零件较长的话，同轴度有可能超出公差范围。以图2为例，θ角为没有消除的反向间隙，L1为A0时加工的轴线，L2为A180时加工的轴线，R为台阶孔顶端至回转中心之间的距离，根据三角函数计算可得，其轴线偏移的距离D=2*R*sin（θ/2）。 3 改进方法 通过以上分析，通过转台加工台阶孔导致同轴度超差绝大多数是由以上两个原因造成的。针对以上两个缺陷，制定出如下改进方法： 3.1 制定作业指导书，明确规定转台回转中心坐标不可轻易改动。对现场所有带转台的加工中心，通过寻边器找到其回转中心并作备份。这样实施后，每次调试时Y轴坐标保持不动，只需要找到A0及X轴的坐标，能够节约调试时间。对调试人员及操作工进行培训，告诉他们加工原理，今后调试时必须以转台的回转中心展开。 3.2 对工装夹具进行测量，测定其轴线与定位柱轴线之间的偏差并在上面注明，今后在使用该工装时，程序中将偏差值计算进去，例如其偏差值为a，则在A0时的坐标为X+a，A180时的坐标为-X-a。 3.3 检测转台的回转精度，检测方法为：将一的145mmX145mm的方块固定在转台面上，用千分表拉直一端面，设定为A0，用手轮将A轴旋转180°，再次用千分表检测那端面，经CAD作图可知，当145mm长的端面倾斜0.005mm时，A轴相差0.002°。根据上面的公式D=2*R*sin（θ/2），D=0.004mm，检测出转台的间隙后，有两种处理办法，一种是通过机床参数设定，将A轴的间隙再次补偿消除；对于某些机床不允许私人修改参数的，那就只能在编程的时候将A轴的间隙也计算在内，通过转台多转一定的角度来消除反向间隙。 4 结束语 通过对以上两项影响同轴度因素的消除或减小，在加工中心上运用四轴加工台阶孔的同轴度得到了很好的控制，加工效率也比传统加工工艺有了很大的提高。 随着高精度机床越来越广泛的运用，人们通常会用机床精度来保证零件精度，但是再先进的机床也需要人工调试，机床精度也不是一成不变的，提高调试人员理论及工艺水平，对机床按时做好维护保养，是生产效率、产品合格率的保证。 参考文献 [1] 段良泽.加工中心反镗台阶孔的工艺实践[J].纺织机械，2011（4）. [2]李敬言.用加工中心加工台阶孔的几种方法[J].机械工程师，2004（12）. [3]张文俊，刘雪健.基于四轴数控机床的对刀[J].机械制造与研究，2011（5）. 作者简介：沈健（1986，2-），男，汉族，江苏常州人，本科学历，助理工程师，主要研究方向为有色金属机加工工艺。
摘 要：随着四轴加工中心的广泛运用，一些有着较高同轴度要求的孔及台阶孔能通过第四轴（转台）回转加工一次完成。通过分析找出同轴度超差的常见原因，并提出改进及前提调试时需要注意的地方。
关键词：四轴；台阶孔；同轴度
在现代工业中，轴承的运用非常广泛，轴承安装定位孔大多数为成对加工的台阶孔。轴承安装孔的精度及同轴度越高，高速运转时噪音越小，震动越小，使用寿命越长。在某些要求高的零件图纸中，同轴度要求为φ0.02甚至更高。
1 加工方法
传统观念中，对于这类零件的加工方法可分为两种：（1）调头两次加工，即先加工一侧的台阶孔，再以台阶孔及端面作为定位基准，加工另一头台阶孔；（2）利用特殊刀具反拉另一侧的台阶孔。但这两种加工工艺都有不足的地方，第一种加工工艺对工装夹具的要求较高，既要控制定位柱与台阶孔之间的间隙，又要控制工装定位面与走刀方向上的垂直度。这样要幺缩小第一次加工的台阶孔的公差带，要幺需要制作不同尺寸的工装夹具，使其最大配合间隙不能大于同轴度要求的尺寸。需要两次装夹才能完成，加工效率比较一般。第二种加工方法会受到台阶孔及中间通孔的限制，假设D1为台阶孔通孔，D2为台阶孔，d为刀杆直径，L为刀尖到刀杆的径向最大距离，只有当L 2 同轴度超差原因分析 但在实际生产过程中，通过三坐标检测，我们依然发现其同轴度有超差现象，并且属于批量超差，通过对加工中心班长对某零件的调试到加工完整的观察及分析，找到了造成同轴度超差的原因。 2.1 工件回转轴线与转台回转轴线不重合导致超差 在制作工装夹具时，可能由于加工误差，使其装夹定位后的回转轴线与转台的回转轴线超出图纸设计要求，调试人员没有按照转台的回转中心设定坐标系而是以工装定位轴线设定了坐标系，这样由于其回转中心不重合就会导致同轴度超差，如图1所示，回转加工后产生的同轴度误差值为2倍的L。当工件回转中心与转台回转中心不重合时，如果以转台回转中心设定坐标系，做出来的工件相对于未加工面尺寸会有偏移现象，但同轴度是好的。调试人员在首检时发现这一情况后，对4轴回转加工的认知不够，认为靠平移坐标系就能同时满足线性公差及形位公差。这恰恰是同轴度超差造成的原因。 2.2 转台回转精度导致同轴度超差 以台湾谭兴VNRC-210转台来说，出厂精度为±4″，反向间隙通过参数补偿消除掉了，以最大回转直径210mm来算，同轴度最大误差为0.002mm，也就是说新的转台回转时不会出现大的误差，随着加工次数变多，转台内蜗轮蜗杆之间会产生间隙，编程时转台在A0至A180范围内转动，反向间隙无法消除，如果反向间隙过大或加工的零件较长的话，同轴度有可能超出公差范围。以图2为例，θ角为没有消除的反向间隙，L1为A0时加工的轴线，L2为A180时加工的轴线，R为台阶孔顶端至回转中心之间的距离，根据三角函数计算可得，其轴线偏移的距离D=2*R*sin（θ/2）。 3 改进方法 通过以上分析，通过转台加工台阶孔导致同轴度超差绝大多数是由以上两个原因造成的。针对以上两个缺陷，制定出如下改进方法： 3.1 制定作业指导书，明确规定转台回转中心坐标不可轻易改动。对现场所有带转台的加工中心，通过寻边器找到其回转中心并作备份。这样实施后，每次调试时Y轴坐标保持不动，只需要找到A0及X轴的坐标，能够节约调试时间。对调试人员及操作工进行培训，告诉他们加工原理，今后调试时必须以转台的回转中心展开。 3.2 对工装夹具进行测量，测定其轴线与定位柱轴线之间的偏差并在上面注明，今后在使用该工装时，程序中将偏差值计算进去，例如其偏差值为a，则在A0时的坐标为X+a，A180时的坐标为-X-a。 3.3 检测转台的回转精度，检测方法为：将一的145mmX145mm的方块固定在转台面上，用千分表拉直一端面，设定为A0，用手轮将A轴旋转180°，再次用千分表检测那端面，经CAD作图可知，当145mm长的端面倾斜0.005mm时，A轴相差0.002°。根据上面的公式D=2*R*sin（θ/2），D=0.004mm，检测出转台的间隙后，有两种处理办法，一种是通过机床参数设定，将A轴的间隙再次补偿消除；对于某些机床不允许私人修改参数的，那就只能在编程的时候将A轴的间隙也计算在内，通过转台多转一定的角度来消除反向间隙。 4 结束语 通过对以上两项影响同轴度因素的消除或减小，在加工中心上运用四轴加工台阶孔的同轴度得到了很好的控制，加工效率也比传统加工工艺有了很大的提高。 随着高精度机床越来越广泛的运用，人们通常会用机床精度来保证零件精度，但是再先进的机床也需要人工调试，机床精度也不是一成不变的，提高调试人员理论及工艺水平，对机床按时做好维护保养，是生产效率、产品合格率的保证。 参考文献 [1] 段良泽.加工中心反镗台阶孔的工艺实践[J].纺织机械，2011（4）. [2]李敬言.用加工中心加工台阶孔的几种方法[J].机械工程师，2004（12）. [3]张文俊，刘雪健.基于四轴数控机床的对刀[J].机械制造与研究，2011（5）. 作者简介：沈健（1986，2-），男，汉族，江苏常州人，本科学历，助理工程师，主要研究方向为有色金属机加工工艺。
