大型锥孔加工方法及测量

汽车前轴锥形主销孔的加工方案汽车前轴是汽车的重要承载部件之一，其两端安装车轮，经悬架与车架或承载式车身相连接，用于在车架和悬架之间传递铅垂力、纵向力和横向力。

另外，前轴还要承受悬架传递的制动力矩和侧滑扭矩，因此对其强度和疲劳可靠性、刚性方面都有很高的要求。

目前汽车前轴主销孔普遍采用锁销结构。

该结构的优点是装配简单，便于零件的更换。

汽车在运行过程中最大受力在主销孔处和钢板弹簧座处，而汽车前轴作为保安件，一旦出事故就可能导致车毁人亡。

根据台架试验经验，50%的断裂都是从锁销孔开始的。

因此带锁销结构的主销孔影响整个前轴的强度，同时加工过程中主锁销孔交叉距难以控制。

也有的汽车前轴主销孔不带锁销孔，装配采用过盈配合，用压装方式或者对主销进行冷冻的方式。

该结构可以提升前轴的强度，但其对主销孔直径、主销直径精度要求比较高，同时不利于零件的更换。

为此，公司设计出带锥度的主销孔结构，该结构不会影响整个前轴的强度，同时利于零件的更换。

其要求涂色检查，接触面积要≥70%，表面粗糙度值Ra=2.5μm，端面齐面度≤0.5mm。

本文主要探讨主销孔锥孔的加工方案，以供参考。

设备选择我公司主销孔加工设备主要有卧式专用镗床，型号为GHC－U200046；立式加工中心，型号为VB－825A。

如果采用卧式镗床加工，需要对设备进行改造，增加一数控平悬盘装置，平悬盘走刀和工作台纵向走刀同时工作就可以加工出锥孔。

通过现场对设备调研发现，由于该设备老化，其系统和数控平悬盘的系统无法兼容，且镗孔失圆无法保证孔的接触面积，因此该卧式专用镗床无法加工主销孔。

立式加工中心能完成铣、镗削、钻削、攻螺纹等工序，装夹方便，便于操作，易于观察加工情况，调试程序容易，应用广泛。

因此选用立式加工中心VB－825A，其X、Y、Z行程为1400mm、825mm、700mm，主轴转速4000r/min，切削进给速度1～5000mm/min。

锥形主销孔加工方案结合VB－825A实际情况，通过和刀具厂家沟通，确定采用1∶10的成形锥度铰刀进行该锥孔加工。

大深销孔的加工工艺及方法【摘要】本文主要介绍公司在生产水电站蝶阀装配中活门与阀轴的4-φ100H7深760mm大、深销孔的镗削加工方法。

【关键词】活门阀轴大、深销孔刀杆刀具0 引言阀门(PDF135-WY-400)是公司所承接的又一新型分半结构的平板蝶阀，与以往公司所承制的平板蝶阀相比，其设计要求和加工、装配难度都前所未有。

该阀体直径为φ4885，活门直径为φ4000 ，工艺要求阀体与活门同镗结束后，再加工活门与阀轴上4-φ100H7深760mm销孔。

由于公司从未加工过如此大而深的销孔，因此如何保证销孔的尺寸精度及表面粗糙度成为镗床加工的难点。

1 大、深销孔加工过程的难点分析1.1装夹方法因八米龙门铣不能满足加工要求，所以工艺调整为镗床加工，为此装夹方法须进行改进，组合件尺寸大，重量重，装夹既要保证加工要求，更要保证加工安全，具体装夹方法见附图1。

1.2找正方法利用机床主轴打表找正，两端阀轴的垂直度、平行度及高度控制在5000mm长度内跳动0.2mm。

2 大而深的销孔加工产生锥度误差的原因分析2.1刀具磨损由于销孔是从孔口向孔底部方向进给镗削，从刀具磨损规律来看，应该是孔口的孔径尺寸大于孔底部孔径尺寸而形成正锥度。

2.2刀具热伸长由于镗刀是从头部向尾部方向进给，因此刀具切削头部时温度低，而随着切削深度的延伸刀具温度会逐渐升高，因此也会出现正锥度。

这与工件的实际误差情况相符，为了证实这一判断需要测量一下刀具在切削时的实际增长量，以便从误差大小进行分析研究。

附图12.3 工件热变形由于先开始精镗头部，工件的温度尚未升高，因此孔径也不会发生变化。

当进给到尾部时，工件温度已逐渐升高，虽然当时孔径达到图纸要求，但经冷却后收缩，孔径会变小。

因此在加工时头部时孔径尺寸应尽量按尺寸标注的上差加工，以便排除因工件热变形而产生的正锥度。

2.4 锥度误差产生的原因还有许多，详见因果分析图（附图2）。

热变形毛坯误差工件毛坯量 具测 量温 度班 次作业环境测量方法镗 杆定 位夹 紧夹 具热伸长磨 损机 床工艺装备刀 具切削速度进给量切削条件铁屑清除熟练程度经 验对刀方法操 作锥度误差产生的原因附图23 锥度误差解决措施及效果分析，加工工艺完善3.1 优化刀杆的设计对于直径φ100 H7深760mm 的深销孔加工，首先要充分考虑镗刀杆在切削过程中的温度变化和排削难度。

对于高精度锥孔在加工过程中有很高的要求。

尺寸、表面粗糙度和形位公差都要达到要求,以此来保证质量。

工作人员应该在机械加工过程多实验,多总结,寻求到合适的方法,这样不仅能生产出合格的产品而且可以解决成本,避免不必要的浪费。

1 锥孔加工方法的设计和总结1.1首先应选择合适的刀具、余量及几何参数锥孔加工的表面粗糙度、精度和行为公差直接受到余量的影响,所以选择合适的余量是一个首先应该解决的问题。

余量的确定是有层次的进行的,通过粗车锥孔留余量1mm,然后通过半精车留余量0.2mm,最后精车孔到尺寸。

这个过程的每一步都要细心,这样才能保证下面工作的顺利进行。

其次产品加工的精度、粗糙度和形位公差是由刀具和几何参数来保障的,刀片我们选择YW4、红硬性比较强、耐磨耐火耐高温的合金刀片,用专用的端面车刀磨出第二个锋角,修磨长度为4～5mm,其夹角为120°与副切削刃连接处用油石磨出r0.2～0.5mm的过渡刃。

这样可以对刀剑起到保护作用并减少残留面积高度。

切削刃表面粗糙度的值为Ra0.8～0.4μm。

这种方法在实际的操作过程中较为便捷、实用。

1.2提高表面粗糙度和强度并杜绝积削瘤的产生首先我们采用了专用座圈精加工的滚压器进行滚压来提高锥孔表面的粗糙度和强度,表面粗糙度可以达到Ra0.2～0.1μm。

通过滚压的方法,使其耐热耐磨强度增加,增加产品的使用寿命。

另外在机械加工过程中还有一点也时刻注意,那就是杜绝积削瘤的产生。

时间操作中为了避免积削瘤的产生,我们要充分冷却,使切削速度加快,使其高于30～35m/min。

还有很重要的一点是降低各刃前后面的表面粗糙度值,及时消除积削瘤残痕。

这些细节性的事项就需要工作人员在操作的过程中认真信心并保持高度的注意力。

1.3小拖板的改进以及其它注意事项在产品加工过程中一般都是用手动来实现小拖板的运动的,这样费时费力,增加了工作人员的劳动强度。

改进的观念是便手动为机械传动,采用齿轮转动,大大的节约了人力成本。

机械零件深孔测量方法的探究Discussion On The Deep Hole Measure Method Of Mechanism Parts摘要：本文以个人从事机械产品检验的经验，基于便捷实用的原则，并结合具体实例，总结归纳了几类有关较深盲孔、较深通孔、圆锥孔、锥形槽、多孔径孔系的检测方法，并相应进行了简单测量误差分析，旨在为相类似机械加工零件的尺寸检测提供测量方法的参考。

关键字：深孔；测量；探究一、深孔测量难点分析在机械加工零件的几何尺寸检测中，对于孔口较小的阶梯形盲孔、较深通孔、较深盲孔、较深圆锥孔、小孔径孔系的检测手段操作均比较复杂，尤其对于尺寸和形位公差均要求较高的孔系，由于检测空间、检测基准、检测手段均有限，直接使用通用量具进行直接测量会比较困难。

若采用高端光电检测设备，其准备时间和检测成本较高，经济效益较低。

在此，本人根据多年来从事机械加工质量检验工作经验进行总结，归纳了一些简便高效、经济适用的间接检测方法，以供参考。

二、小口径盲孔内圆柱腔体直径的测量2.1 对于孔口比孔内腔小的孔内径的测量，如果孔口直径与孔内腔相差不大（差值小于三爪内径千分尺或杠杆百分表的径向伸缩范围），且内圆柱腔体深度未超过内径量具可测量深度，则可用内径百分表、三爪内径千分尺进行检测。

该检测方法可直接读出内径实测值，无需间接测量后进行数值转换，测量不确定度低，方便高效。

2.2 对于孔口狭窄，孔内腔直径较大，内圆柱腔体深度较深且内径量表无法伸入其中的孔内腔尺寸，则符合阿贝原则的普通内径量表无法直接到达测量部位。

因此，传统测量方法无法使用，下面介绍两种简便实用的间接测量方法。

如下图所示:图1 两钢球测量内圆柱直径示意图2.2.1 根据所测零件的内腔直径D3及小孔开口的直径D，选择合适的钢球（D3-D）/2＜钢球直径＜孔径D）和深度千分尺进行间接测量。

设孔径为D、大钢球直径为d2、小钢球直径为d1、深度尺两次测量的读数分别为L1和L2，则所测孔径尺寸为D=d1/2+d2/2+。

锥孔加工方法
1、锥孔加工方法：
（1）采用铣床进行锥孔加工：
铣床锥孔加工的正确操作，应该从以下几个步骤来完成：
首先调整床身和台面的距离，保证锥孔加工的表面分洞的深度在1-2mm之内；
其次，将工件固定在床身上，将刀具安装到刀架上；
随后，将刀具慢慢降入锥孔加工的表面，控制锥刃到达表面的深度，确保加工精度；
最后，通过控制刀具的长度，将以上步骤一直循环，完成锥孔加工。

（2）采用锥齿钻床进行锥孔加工：
锥齿钻床锥孔加工的正确操作，应该从以下几个步骤来完成：
首先调整床身和台面的距离，保证锥孔加工的表面分洞的深度在1-2mm之内；
其次，将工件固定在床身上，将刀具安装到刀架上；
随后，将锥齿钻床启动，使其最大转速达到10000转/分，慢慢
钻入锥孔加工的表面；
最后，通过控制钻头的旋转方向，将以上步骤一直循环，完成锥孔加工。

（3）采用数控加工中心进行锥孔加工：
数控加工中心锥孔加工的正确操作，应该从以下几个步骤来完成：
首先调整床身和台面的距离，保证锥孔加工的表面分洞的深度在1-2mm之内；
其次，将工件固定在床身上，将刀具安装到刀架上；
随后，启动数控系统，并将刀具移动到锥孔加工的表面；
最后，通过控制刀具的机械运动，将以上步骤一直循环，完成锥孔加工。

2、后处理措施：
对有锥齿钻床锥孔加工的表面，妥善后处理的措施，一般有两种：一是采用陶瓷打磨轮进行表面光洁打磨，二是采用钢丝打磨抛光技术，来使加工表面达到光滑的效果。

1存在问题的产生原因分析控制杆其材料材质为42CrMo 的锻件，主要加工端面及孔系其尺寸公差与配合精度均要求比较高，主要尺寸如图1所示：图1零件图（1）在普通C630型车床，用四瓜卡盘夹持工件找正并夹紧，由于卡盘瓜夹持在毛坯面上且毛坯面还是一个拔楔斜度不大于60的斜面上，卡爪与工件完全是点接触，车锥孔时完全属于偏心加工，而且偏心距很大，锥孔外处毛坯也是一个斜面，且与基础面A 的反面B 面相差50mm ，四个卡爪夹持面与工件完全都是点接触，夹紧力没有很大，造成夹不紧，工件旋转起来会产生很大的离心力，这样在车削加工过程中工件极易发生晃动，导致车刀断裂工件报废。

（2）由于控制杆零件Φ38+0.039的锥孔的尺寸公差精度，相对于Φ70+0.03孔的中心距和基准面A 的垂直度要求都相当高，使用四爪卡盘夹持工件并找正时，由于属于偏心加工，偏心距大且要求高，卡爪夹紧力都在某点上，夹紧力小，往往会发生工件颤抖或松动，稍有不慎，工件掉落砸伤导轨砸伤工件，费时又费力，锥度尺寸要求高，不易保证，进而出现不良次品、废品的加工质量问题，甚至发生工件飞出等严重安全事故。

2车削夹具创新设计制造为了彻底解决工序五车削锥孔时夹紧力大小不易掌握控制，两孔之间的中心距大且要求高，还与基准面A 的垂直度要求，而产生的加工件尺寸公差超差、工件颤抖或松动挤碎车刀及工件飞出的加工质量问题，使之能用普通C630型车床加工出质量合格的控制杆零件，通过对原有的加工工艺流程进行研究分析，最终设计和制造出了工序五中控制杆零件专用新型车削夹具，该新型车削夹具有效改进了以往装夹工件不牢靠的缺陷，而且还能够精准定位工件，其结构主要由控制杆车工装底板、定位件和和很多零部件组装而成，如图2。

图2装夹装配图控制板车工装底板上两定位孔的精准位置是先在门机上加工Φ72+0.05孔以后移动相应的位置预车Φ38锥孔的定位孔完后，把定位心轴1插入Φ72孔中，把辅助测量棒插入Φ38锥孔的定位孔，用千分尺测量定位心轴与辅助测量棒外圆之间的距离，如果测得的读数等于两孔中心距加上定位心轴半径与辅助测量棒半径之和，则定位孔位置准确。

浅谈大型锥孔轴承的内径锥孔测量锥孔轴承的锥孔测量，根据GB/T307.1—2005 《滚动轴承公差》中的技术要求和GB/T307.2-2005《滚动轴承测量和检测的原则及方法》，锥孔的检测应该选择在D712、D713仪器上进行检测。

即通过制作锥孔标准件在仪器上进行对表比较测量。

但是，由于仪器的测量范围限制，只适用于直径在200mm以内的锥孔产品。

直径超过200mm的大型锥孔轴承产品，体积大、重量重，超出仪器的承重和测量范围。

为了解决大型锥孔轴承的锥孔测量问题，针对锥孔轴承的锥孔技术要求和控制的关键项目进行分析，以便找到科学、合理、准确的检测方法。

1理论分析锥孔轴承的锥孔技术要求，也就是锥孔的形位公差，在GB/T307.1—2005《滚动轴承公差》中有详细的规定，主要控制的内容为：锥孔平均直径尺寸公差Δd mp（用圆锥孔理论小端实际平均直径偏差的极限表示）、直径变动量公差V d sp（用圆锥孔任一单一径向平面内的内径变动量的最大值表示）、锥角公差Δd1mp－Δd mp（用圆锥孔两端实际平均直径的偏差之差值的极限表示）。

锥孔的平均直径尺寸公差Δd mp和锥角公差Δd1mp－Δd mp均是允许“+”不允许“－”，即锥孔的平均直径尺寸公差和锥角公差只允许大不允许小。

锥孔轴承锥孔尺寸的基准是锥孔的小端直径尺寸。

当锥孔小端直径尺寸确定后，由于锥角的存在，锥孔大端的尺寸随高度的变化而变化。

所以，在锥孔产品的生产加工中，控制好锥孔产品的高度尺寸公差和锥孔的小端直径尺寸及锥角的公差，锥孔的大端直径尺寸就自然形成且符合质量标准。

这也是采用仪器D712检测的理论基础。

同理，控制好锥孔产品的高度尺寸公差和锥孔的两端直径尺寸公差，锥孔产品的锥角也自然形成且锥角公差也会符合产品的质量标准。

（a）理论锥孔示意图（b）实际锥孔示意图图1 产品示意图2测量方法为了测量大型锥孔轴承的锥孔内径尺寸，根据上述分析，决定采用控制锥孔两端定点位置直径尺寸的方法控制锥孔尺寸精度，即通过测量锥孔两端定点位置的直径尺寸来达到控制锥孔尺寸和锥孔角度的目的。

锥度孔孔径测量方法
锥度孔孔径的测量方法可以采用间接测量法。

在《航空工业检验员手册》上，有一种测量锥孔大径的方法，需要知道球半径、lH及银角九，然后通过公
式计算锥孔大径。

不过，这种方法对于锥角90°要求不太严格的产品可能不太合适。

另一种更简单的方法是消除对D的影响。

如果锥孔与球正好相切在大径D 处，此时的球半径临值将是一个临界值。

当r > 端时，锥孔与球相交在大径D处；当r < 端时，即是前面手册中的方法。

为了避免对D的影响，可以
选择一个合适的球半径值，使公式中各项参数对D值的影响相互抵消。

请注意，这两种方法都涉及到比较复杂的数学计算和专业知识，可能需要专业的技术人员进行操作。

如果需要更详细的信息，建议咨询专业技术人员或查阅相关的技术文献。

高精度锥孔的精加工与检测摘要:提出一种精加工和测量锥孔的新方法,该方法加工和测量简便,并介绍其加工原理和检测结果。

在机械加工和检测方面具有一定的参考价值。

关键词:高精度锥孔锥面内侧点合适加工余量我们单位生产的TBD234、TBD236、TBD604B等机型的进气门座、排气门座是军舰发动机零件,这些产品属于军工引进产品,主机厂装机一直靠进口原件,其价格很贵,为了降低成本,转为国内试制生产,其材质为半钢合金铸件,进气门座牌号为PL12Mv,排气门座牌号为PL33M,合金元素含量特别高,耐热耐高温耐磨、防锈防腐蚀,但铸造困难,加工更困难。

例如TBD234进气门座材料:PL12Mv 1.8%～2.3%,Cr:12%～14%,Mo:2.0%～2.5%,Si:0.8%～1.20% Mn:0.5%～0.8%。

TBD234排气门座材料:PL33M含C:1.8%～2.3%,Cr:33%～35%,Mo:2.0%～2.5%,Si:1.8%～2.30%Mn: 0.5～0.8%。

毛坯经过热处理后达400HB左右,韧性高,强度高,硬度高,尺寸要求高、形位公差严,表面粗糙度值Ra=0.8～0.4 μm。

特别是内锥孔面要求严,与外圆及端面的跳动为0.0 2 mm,直线度0.01 mm,进气门座内锥孔面角度为30°+15’,排气门座内锥孔面角度为45°+15’,装进汽缸盖与气门配合,不再进行研磨,不能漏气,其口部尺寸特别严,进气门座为Φ57～0.1,排气门座为Φ52～0.1,锥面角度与口部尺寸很难控制和检测,其大或小直接影响气门配合高度,锥面与内孔R面相交面宽为2.5±0.1,给加工带来了一定困难。

这样高精度内锥面通常应该采用专用精密内锥孔磨床进行加工,但是国内暂时还没有生产厂家,进口这种专用设备需要100多万元,曾经用普通磨床进行改装进行加工,而且砂轮前端磨损快,尺寸很难保证,表面粗糙度差,形位公差达不到要求。