新型窄轨电机机座加工工艺

摘要： 本文介绍了一种在双杆镗上加工窄轨电机机座的新型工艺，通过使用新型工装，使双杆镗能够完成窄轨电机机座加工。该工艺可解决现行工艺中加工精度过于依赖机床精度，降低加工成本，提高生产效率。
关键词：双杆镗、新型工装、降低成本、提高效率
随着窄轨机车电机生产量的不断增加，现行的机座加工工艺的弊端日益突出，主要表现为：现行工艺的加工精度过于依赖机床精度，无法通过人工干预提高机座加工精度；现行工艺在产量大幅提高后显得生产效率较低且相应的加工成本高。
窄轨电机机座加工的主要难点是加工机座两端止口和两端抱轴，要精确保证两端止口的同轴度，两端抱轴的同轴度，止口轴线和抱轴轴线平行度和间距，本文主要对比窄轨电机机座加工原加工工艺和新型加工工艺的不同之处和各自的优缺点，同时说明新型工艺的可行性和优越性。
一、原工艺加工方式及优缺点。
窄轨电机机座原加工工艺两端止口和两端抱轴是在卧式加工中心上加工完成，主要优点为自动化程度高，对操作工加工技能要求低，几乎所有工序都由机床自动加工完成。
原工艺的主要缺点为过于依赖机床精度，例如两端止口加工是通过掉头加工来保证两端止口的同轴度和两端面的平行度，由于机床X轴和Y轴的重复定位精度、B轴的回转精度均能严重影响工件的最终加工精度，下面介绍机床各加工轴的定位误差对工件加工精度的影响。假如X轴和Y轴的重复定位精度为Δx和Δy，则由机床X轴和Y轴重复定位精度导致工件同轴度的误差为：
φ1=2×；
假设止口长度为L，B轴的回转角度误差为Δb，B轴的回转精度对同轴度的影响为：
φ2=2×L×sin（Δb）；
综合各轴误差最终对同轴度的影响为：
φ=
现以工厂正在使用的设备和加工的产品举例说明（按新机床的精度参数计算），假设X轴、Y轴的重复定位精度偏差均为0.005mm，B轴的回转定位精度偏差为0.002度，止口长度为200mm，根据上述公式，由于机床重复定位偏差导致的同轴度偏差为：
φ1=2×=2×=0.0141；
φ2=2×L×sin（Δb）=2×200×sin（0.002）=0.0140；
φ===0.02
    从上述数据可看出，在新机床精度处于最好的状态时，加工窄轨电机机座两端抱轴所能达到的极限同轴度为0.02，窄轨电机机座两端止口和两端抱轴的同轴度要求为0.05mm，新机床能满足机座的加工要求，但卧式加工中心机床在使用3~4年后，精度下降后就难以保证窄轨电机的加工精度，例如，如果X轴、Y轴的重复定位精度为0.009mm，B轴回转精度偏差为0.005度，最终的同轴度将变为0.051。这将不能满足机座的同轴度要求。并且，由于卧式加工中心机床昂贵，刀具昂贵，导致机座加工费用较高，效率也不是很高。
二、使用双杆镗加工的新型工艺的介绍及优势
双杆镗是一种专用设备，在以前带抱轴的产品加工中大量应用，可在一次装夹状态下完成止口轴线和抱轴轴线的加工，由于机座两端止口和两端的抱轴在一次装夹状态下完成（不像在卧式加工中心上需要掉头加工），所以机座两端止口和两端抱轴的同轴度容易保证，且受机床精度影响较小（工艺上俗称一刀活）。但从没有在窄轨车机座加工中使用，主要原因是：窄轨车两个轴线（机座止口轴线和抱轴轴线）距离太近（一般小于400mm，甚至到300mm），双杠镗两个镗杆的间距不能调节至这么小，无法在一次装夹下同时完成对两个轴线的加工。
   为了克服双杆镗的自身缺陷，在新工艺中采用先加工机座止口轴线，完成机座其余必要的加工后，然后以机座止口为定位基准，再加工抱轴轴线。这种工艺的难点是：1、如何保证抱轴轴线与止口轴线的平行度；2、如何保证抱轴轴线与止口轴线的间距；3、如何保证两轴线与机座内腔的夹角。
为了解决上述问题，采用了一种新型工装，该工装的主要组成部分为：1、工艺轴，该工艺轴带两个定位止口和两端轴伸，工艺轴的定位止口用来和机座上已加工的止口配合，轴伸用来和导轨上定位孔配合。2、两端微型导轨，导轨上带有内和工艺轴轴伸配合的滑块，滑块可以在导轨上调节，调节滑块和基准孔的距离，调节好后可以用滑块上带的锁紧螺栓将滑块固定在导轨上。3、基准孔，使用时将该基准孔调节至与双杆镗的镗杆同轴。4、内腔校正基准，通过设定标准角度板，校正机座内腔，保证两轴线与内腔的夹角。