肖俊杰 方园 杨勇
中车资阳机车有限公司发动机事业部
摘要: 本文将240钢轴承盖加工用工装改进成成组夹具，使其满足240系列轴承盖装夹要求，且设备通用。同时阐述了如何优化系列轴承盖加工程序。
关键词 ；工装改进 通用 成组夹具 程序优化
1、问题的提出
240系列轴承盖包括240V型钢轴承盖、240V型铸铁轴承盖、6L240轴承盖。其长度尺寸均为440mm，厚度尺寸均为96mm，但横拉孔高度及总高尺寸不同(见表1）。本工序主要加工内容是粗、精铣四周、倒45°角、粗精镗￠49孔、钻两侧面横拉底孔、铰孔至￠28、铣M30×2-4H螺纹（见图1）。此前，所有轴承盖都在MC65加工中心上加工，不同型号的轴承盖需使用专用工装和调用不同加工程序。
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表1
随着公司的发展，产品结构变得多样化、复杂化，技术要求也越来越高。MC65加工中心加工范围，机床精度也不能满足现有产品的加工需求。为此，公司新购入一台THMA6350加工中心扩大加工范围，提升加工质量。与此同时，设备配套工装改进及程序调试成为必须解决的问题。
2、工装改进
MC65机床上的工装是靠工作边框来安装定位，而THMA6350加工中心主要是靠“磨心”，也就是工作台中心高精度沉孔安装定位，工装不能在两台设备上通用。如果新制三种瓦盖专用工装需增加工装费用，同时制作周期较长。因此，考虑通过对原工装改进，既满足THMA6350设备通用，又使工装同时满足三种瓦盖的加工装夹需求。
对三种瓦盖工装进行测绘计算，同时测量工作台尺寸，排除THMA6350机床加工干涉区后，确定选用240V型钢轴承盖工装进行改制。首先，确定工装的定位沉孔中心。使工作台中心的高精度沉孔中心和工装定位沉孔的中心重合相匹配，用定位心轴相连接。这样定位方便快捷，可节省工装找正的辅助时间。随后，将原来固定的轴承盖下瓦定位基准改成可移动的定位基准，并把原有下瓦的定位块方向旋转90°制作成滑块式。加工相应的240轴承盖时，只需要调整定位块位置，保证与下瓦的定位基准面贴合，就可确保轴承盖顶面的安装定位(见图2，图3)。改制工装减少了工装制作费用，节省了成本。同时作为240系列轴承盖加工通用成组夹具。加工不同轴承盖时不用拆换工装，减少了更换工装的找正辅助时间，有效的降低了工人劳动强度，提高了劳动生产效率。
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图2 图3
3、程序优化
程序优化主要由工艺调整和程序结构优化两方面完成。
240系列轴承盖加工四周时，粗、精铣四周均采用￠125mm的盘铣刀X轴方向进给。由于轴承盖加工座面时有一段较长的空行程，导致加工时间长。为减少程序空行程，将刀具改为￠160mm的盘铣刀，且采用Y轴方向上、下进给进行加工。此种加工方式既能满足240系列轴承盖的加工要求，同时减少了空行程，提高了生产效率。横拉螺孔的加工采用底孔、丝锥攻丝的加工方法获得，螺纹孔的加工质量一直不是很稳定。考虑螺纹铣刀铣削螺纹质量比传统加工螺纹质量高，且相同螺距螺孔加工范围广，机床负载小、表面质量高，首件通止规检测后，后续的螺孔加工稳定等优点，将横拉螺孔的加工改为采用螺纹铣刀铣削的加工方式进行。
对240系列轴承盖的加工程序和工件坐标零点进行仔细分析后，由于不同轴承盖的高度和横拉孔位置都不一样，要将几个程序合并为一个程序，需对程序结构进行如下优化：将相同加工方式设为子程序，坐标位置不同则采用主程序进行调用，同时坐标系采用参数变量放到宏程序中,用G代码(G108)调用。因此，主程序只有换刀，调用坐标系和调用子程序指令。编制子程序时将不同工序内容编成不同的子程序，这样便于对每一个独立的工序进行单独调试和调用，也利于加工顺序的调整，方便加工程序的检索，起到优化程序，提高编程效率的目的。优化后程序如下：
:0015 ；（主程序名）
T31 ；
G30G91X0Y0 ；
#100=1 ；(#100=1为钢240盖；2为整铸240轴承盖；3为6L240轴承盖）
M6 ；
T10 ；）
N20G108W7005.S180.H31 ；（G108调用指令，调用子程序7005 ；粗铣四周）
M6 ；
N70G108W7005.S450.H40 ；精铣四周）
M6 ；
N120G108W7010.S60.H35 ；（调用7010 ；铣横拉螺纹M30*2）
G91G28G0X0.Y0. ；
G28B0. ；
M30 ；(程序结束，返回起始点)
:7005 ；（粗精铣四周）
B#1 ；（转角0°）
G90G43G54G00X-200.Y131.Z100.M03；
Z0 ；
G01Y20.F170 ；
G0Z5. ；
Y131. ；
X10. ；
G0Z0. ；
G01Y20.F170 ；
G91G28G00Z0 ；
G49 ；
B#5 ；（转角90°）
G90G43G55G00X10.Y131.Z100.M03 ；
G91G28G00Z0 ；
G91G28X0 ；
G49 ；
G90M99 ；
；O7010 ；(铣M30*2螺纹).（子程序号7010）
B#1 ；
G90G54G43G00X0.Y0.Z100.M03 ；
Z4. ；
G01Z-20.F2000 ；
G01G91X-4.14F100 ；
G02I4.14Z-2. ；
G01X4.14 ；
G91G28G00Z0. ；
G90G49 ；
M99 ；
:9018（G108） ；（子程序号9018）
M98P7000 ；（M98调用子程序7000）
#1=0.；（角度编号）
#2=45.；
#8=315.；
M98P#23S#19H#11 ；（调用宏程指令参数）
M9 ；
G90M99 ；
:7000 ；（子程序号7000）
IF【#100EQ1】GOTO10 ；（如果#100等于1号值，程序跳转到N10）
IF【#100EQ2】GOTO20 ；（如果#100等于2号值，程序跳转到N20）
IF【#100EQ3】GOTO30 ；（如果#100等于3号值，程序跳转到N30）
N10#2501=58.；（1#G54X坐标值）
#2601=-444.2 ；（1#G54Y坐标值）
#2701=-431.5 ；（1#G54Z坐标值）
#2801=0.；（1#G54B坐标值）
#2704=-513.；（1#G57Z坐标值）
#2804=0.；（1#G57B坐标值）
G0TO300 ；（跳转到N300）
N20#2501=58. ；（2#G54X坐标值）
#2601=-444.2 ；
#2701=-431.5 ；
#2801=0.；
#2704=-513. ；
#2804=0.；
GOTO300 ；
N30#2501=103.；（3#G54X坐标值）
#2601=-444.2 ；
#2704=-513.；
#2804=0.；
GOTO300 ；（跳转到N300）
N300M99 ；（子程序结束，返回主程序）
结语
经过加工论证，改进后的工装既能保证产品的加工质量，又节省了工装的制作费用，同时缩短了加工辅助时间，降低了劳动强度，提高了劳动生产效率。程序优化后变得简单明了，不仅减少了机床内存空间，而且大大提高了编程效率，方便了程序的管理。