軸瓦是用于發動機內曲軸軸頸等部位的滑動軸承，其構成是由一種以鋼帶為襯底、表面附著一層軸承合金的雙金屬鋼帶，并通過一系列的加工而成。這層軸承合金通常有三種：巴氏合金、鋁錫合金和銅鉛合金。本機是為紹興紡織機械廠設計制造的用于加工EQ140-1主軸翻邊瓦（圖1）的內圓精加工拉床。此主軸翻邊瓦的軸承合金為鋁錫合金，拉床切削的部分即為軸承合金層部分。

圖1　EQ140-1主軸翻邊瓦

2　軸瓦內圓精加工工藝及特點

　　軸瓦內圓精加工主要有兩種方法，一種是鏜削加工，一種是拉削加工，其各自的特點見表1。

表1

3　目前國內軸瓦內圓拉床的狀況

　　目前國內軸瓦內圓拉床的一般狀況為：
　　夾具采用龍門結構，但剛性不強，調整不方便；拉刀專用滑臺采用傳統的滑動導軌，導軌間隙大，滑臺的直線運動精度差（0.016/1000），摩擦阻力大，導致驅動油缸發熱量大，機術精度的穩定性不好，一般一天要調整2～3次；另外，機床的下料、排屑均為人工操作，勞動強度大，生產效率不高。為使產品零件的精度和產量不斷提高，我們對拉床進行了重新設計，以解決精度差、生產率低和穩定性差等問題。

4　機床的總體布局

　　本機床采用臥式布置（指滑臺水平布置，見圖2），由夾具、拉胎、滑臺、拉刀、上料裝置、下料裝置以及電氣、液壓等部件所組成，其加工過程為：將零件放入上料裝置的集料槽中，滑臺從B點開始左行至A點，從集料槽中自動取一片料，然后右行回到B點，同時將料帶到C點；頂料器在C點將料頂入拉胎內，夾具中的夾緊裝置將零件夾緊，頂料器返回；滑臺再次左行，帶動拉刀拉削工件到A點；再次取料，同時在C點將剛拉好的料下料；下料裝置隨著滑臺的再次右行將拉好的零件帶走并推入下料裝置理料槽中集放；待槽中的料放滿后人工取走。這樣，一個動作循環便完成了。循環的所有動作均在PLC機的控制下自動進行。

1.床身　2.上料裝置　3.夾具　4.拉刀　5.下料裝置
　6.理料槽　7.油缸　8.控制電柜　9.液壓站　　　　　

圖2　機床總體布局

5　機床的主要部件及技術要求

　　機床的夾具采用龍門式結構（見圖3），具有支承拉胎、夾緊工件的功能。由于夾具要承受全部的拉削力，所以要有足夠的剛性，以抵擋拉削時大約20000N的沖擊力。

         

圖3　夾具
 

　　夾緊機構是夾具的關鍵部件。第一，要求在夾緊時不影響拉削過程，由于軸瓦的夾壓點在軸瓦對口面的鋼背上，而鋼背厚度為2.15mm，夾壓寬度最大為2mm，故每次動作時壓板的位置一定要準確，以免壓多了碰刀，壓少了又壓不著。所以壓板要設定定位臺階。放松時壓板縮回要充分，以免下料時碰零件。第二，夾緊力要合適，一般夾壓力為檢測軸瓦高度時所施力的150%，本機為11000N，較為適宜。如果夾緊力太大，會在軸瓦夾壓點上留下夾壓的痕跡；夾緊力太小，軸瓦定位面與拉胎定位面的貼合率達不到80%以上，又會影響拉削精度的穩定性。第三，軸瓦兩個對口面上夾壓力要相等，否則軸瓦便會在拉胎內轉動。本機床采用對稱的拉桿施力機構，可使兩邊的夾壓力相等。第四，夾緊要自鎖，以免在拉削中油缸大量進油時引起油壓波動而影響產品精度的穩定性。本機床采用斜面自鎖裝置，自鎖角度為13°（見圖3），能可靠地鎖緊。
　　拉胎是一個高精度的零件，夾具體上拉胎支承面也要求有較高的精度。但由于安裝后拉胎圓弧面的曲線與圓拉刀的軸線難以同心，所以拉胎在夾具上應有上下左右的微量調整，見圖3。本機采用1∶100的斜面進行調整，方便可靠，精度保持性良好。
　　由于軸瓦是個有彈性的零件，當夾緊壓板松開后，零件一般不會自己掉下來，所以需要在鋼背上打擊一下。為了不把零件打傷，材料裝置（見圖3）中的打料杠桿有意削掉一部分，形成一個薄弱的缺口，以便增加彈性，緩沖打擊力，既避免打傷零件，又不影響加工的節拍。
　　滑臺（見圖4）是帶動拉刀進行切削的動力部件，其好壞直接影響著零件的加工精度。本機床的滑臺為一油壓驅動滑臺，該滑臺要有較高的直線運動精度、較大的推動力（本機油缸推力為35000N）和較高的運動速度。這不僅可以提高效率，而且可以改善零件的表面粗糙度和減少切削阻力。其滑臺的拉削速度為20m/min，返回速度為34m/min。而舊式的滑動導軌滑臺是難以達到這些要求的，因此，本機床采用無間隙滾動導軌，選用六個滑塊（每根導軌三個滑塊，見圖4），并提高了滑鞍的剛性和承載能力。由于滾動導軌具有較高的直線運動精度（0.008/1000）和較小的滾動摩擦系數（0.005），而且可以對導軌進行預緊，形成無間隙滾動，從而保證了滑臺在較大的負載阻力下能平穩地作直線運動，不僅發熱較小，而且維修和更換都很方便。

1.滑塊　2.滑鞍　3.油缸　4.壓板　5.壓塊　6.油缸支座　7.導軌　8.床身

圖4　滑臺#p#分頁標題#e#
 

　　滑臺油缸也是一個關鍵部件，由于滑臺的運動速度較高，所以油缸要有良好的緩沖裝置，以減小沖擊。本油缸采用前、后蓋可調緩沖裝置，見圖5。以后蓋為例，其原理為：當件4進入件3后，三角槽開始節流，A腔油通過三角槽進入B腔；當三角槽封閉后，A腔油經過可調節流錐閥進入B腔，從而形成比三角槽更小的節流，并形成緩沖。此種結構產生的緩沖效果理想，即使機床在高速運行后再停止，也感覺不到有沖擊現象。

1.活塞　2.缸筒　3.節流環　4.阻尼套　5.節流錐閥　6.油口　7.擋鐵　8.后蓋　9.活塞桿　10.鋼球　11.彈簧　12.三角槽

               

圖5　緩沖裝置
 

　　刀具與零件的加工質量有著最密切的關系。本機床的拉刀由9片圓形刀片用心軸貫穿鎖緊而成（見圖6），第1～第4片為粗切削刀片，每齒升量均為0.1mm，第5～第8片為切齒和校對齒，齒升量見表2。第9片為偏心安裝（心軸后部有個向下偏心2mm的臺階），用來切削軸瓦兩邊的油槽。整個拉刀由刀架固緊在滑鞍上，松開時每個刀片均可轉動。當刀片磨損后，將刀片轉動180°可繼續使用。另外，拉刀在使用之前最好研磨一下，這樣拉出的軸瓦精度穩定，拉削面光亮如鏡，粗糙度可達Ra0.1μm；否則拉出的零件表面上有一條一條的痕跡。

圖6　拉刀
1.鎖緊螺母　2、4.隔套　3.刀片　5.心軸

表2

1.托料板　2.集料槽　3.彈簧　4.隔料板　5.螺母　6.頂料口　7.撞塊　8.滑臺　9.支架 #p#分頁標題#e#

          1.滑臺　2.推料器　3.滑道　4.滑塊　5.拉簧　6.理料槽　7.支架

圖7　上料裝置
 

圖8　下料裝置
 

6　結束語

　　本機床經用戶幾年的使用表明：能自動正常運行，故障少，精度穩定。其穩定精度為：壁厚公差為0.007mm，表面粗糙度為Ra0.1μm，生產率為650片/小時。本機床只需要更換拉胎部件、拉刀（同直徑不換）和調整集料槽，就可適應不同種類、不同規格、不同材料軸瓦的加工，其不足之處是排屑不很理想。