甄明哲1 赵忠刚2
1.内蒙古鲁新能源开发有限责任公司 内蒙古锡林郭勒盟乌珠穆沁旗 0263211 2.山东海通机械有限公司 山东泰安 271222
摘要：本文重点论述了机头架压块出现在机头架上装、拆困难的原因，阐述了机头架压块的结构优化和新式加工工艺及新式铣削机头架压块凸台的方法，彻底消除了由于压块凸台加工质量问题而导致的拆装大型机头架压块困难的隐患，并省去了插削工序，提高了工效。
关键词：铣削；压块凸台；空间交叉
0.引言
山东能源重型装备制造集团新汶分公司常年研发设制各类矿用设备，链条刮板机是其中的主要产品之一，其各方面的生产工艺都已经非常成熟，产品质量稳定可靠，深得用户好评。但近年来，随着大型刮板机的投入，其机头架的左右压块（如图1所示）的加工状况却有点儿不尽人意，要么其加工完成凸台后往机头架上安装费劲，要么就是安装到机头架上镗铣完成其内圆弧面后不易往下拆卸。虽然公司曾经多次组织相关技术人员对其加工工艺进行了严密的剖析，并多次进行了加工工艺优化，但此隐患却久久未得到根本解决。笔者通过近期在机械加工专业公司对该件的加工工序进行研究，发现该件的生产工序较繁多：切割下料——划线——铣削基准面、周面及圆弧对口面——插削退刀槽——铣削凸台——划钻螺栓孔——安装到机头架——镗内圆弧面——拆卸——铣削稳销孔。根据该件的设计状态，这着实拖长了该件的生产周期。为响应公司近期大力倡导的降本增效活动，笔者从其设计结构和加工工艺两方面对其进行了系统的优化，省略了效率较低的插削工序和部分铣削工步。现将其整个优化过程分析介绍如下。
1.机头架压块出现在机头架上装、拆困难的原因综述
在铣削完压块的凸台后，便将其往机头架上安装，安装时，其两侧的凸台插入机头架两侧板鱼口处的导槽中。机头架两导槽之间的距离市大于压块凸台之间的距离的，压块凸台顶面与机头架导槽底面市存在较大间隙的，一般为0.5~1mm，压块凸台的棱角与机头架导槽根部的刀尖圆弧角亦无干涉现象。此时，如果发生安装困难，说明压块凸台的侧面与机头架导槽的侧面发生了干涉，事实确实如此。但是，经测量，压块凸台的宽度尺寸是小于机头架导槽宽度尺寸的，其配合间隙为0.05~0.21mm。通过对压块凸台侧面涂抹红丹粉后再安装发现：凸台安装全长的2/3左右时，发生安装困难的现象，轻轻锤击压块后将其拆下，看到压块两端凸台的侧面出现了前后不对称的挤压摩擦痕迹，且两端凸台的挤压摩擦痕迹的位置点在凸台上的部位又是相反的，这说明压块两端的凸台中心线发生了空间的不平行现象或机头架上下导槽的中心线出现了空间的交叉现象。但机头架是在数控镗上铣削完成导槽后未被卸下而直接由钳工安装压块的，这只能说明压块两端的凸台中心线出现了空间交叉的现象，且其不平行度误差大于了凸台与导槽的实际装配间隙。
压块凸台怎么会出现上述隐患呢？这得从其凸台的加工过程中寻找答案。铣削压块凸台时，压块先是按照图1的状态被压紧在立式铣床工作台上的，铣完凸台上面后，再将其翻个压紧在工作台上后，直接铣削凸台的另一面。但是，通过将压块在铣床工作台上放置发现，在铣削压块凸台的另一面时，压块局部与工作台的接触面存在1mm左右的间隙，证明压块有一定的平面度误差（经测量发现：其平面度误差一般为0.5~1.2mm），使压块在被压紧的过程中发生了变形。经用百分表验证：压块在压紧前后，压块与工作台面有间隙的部位会发生0.3~0.5mm左右的变形量，这就造成其在压紧后出现了不同程度的平面扭曲现象，致使铣削完成其凸台松开压板后，其平面又会反弹到接近原始状态的情况，导致压块两端凸台的中心线出现了空间交叉的隐患，最终导致了其与机头架安装和拆卸困难的结局。
2.机头架压块的结构优化和新式加工工艺
通过笔者进行了以上验证和论述，有人提出：再对压块的另一平面进行铣削，以作为铣削凸台的基准面。这对保证铣削压块凸台的质量倒是可行，但会增大加工量。笔者断然否决了这项建议，采取了在压块凸台的已加工面垫等高垫铁的方式进行铣削凸台的另一面。铣削后，将压块再往机头架的导槽中安装时，发现非常顺畅。但这还不是笔者最终目的。
由于插床效率较低，压块的被插削部位余量又较大，使压块加工周期较长，插床压力较大。为此，经过对压块的使用性能进行分析：其安装在机头架上后，只是协助机头架对安装在机头架上的链轮轴组进行轴向定位。这说明，只需精加工其与机头架接触和相配的部位即可。在此基础上，笔者对该类压块结构进行了优化，如图2所示；同时，还对其加工工艺进行了更新：切割下料——划线——铣削圆弧对口面及螺栓孔端的压块内侧面——铣削凸台——划钻螺栓孔——安装到机头架——镗内圆弧面——拆卸——铣削稳销孔。此时，其退刀槽尺寸比原始尺寸加大了5mm，且向其长端的内侧面加深了5mm。该退刀槽直接在数控下料机上切割出来即可，省去了插削工序；同时，还省去了铣削压块基准面、压块长端两侧面及长端外侧面的铣削工序。实际上，铣削压块长端两侧面及外侧面的工序早就该取消，直接由数控切割机下料成形即可。
3.新式铣削机头架压块凸台的方法
除插削工序外，其它加工方式不变，只是铣削压块凸台方面需要简述一下。因压块没有了被铣削的基准面，其安置在铣床工作台上后，由于其因下料切割而固有的平面度误差，必然与台面有局部的不接触现象，如不塞实其与工作台面的间隙，必导致压块在被压紧过程中发生变形的隐患。因此，在铣削压块凸台的初始侧面时，必须将其与铣床台面之间的空虚出塞实，并将压板底部塞实，消除压块在被压紧的过程中发生弹性变形的现象。塞实的塞铁必须刚性足够，不可在被压紧过程中发生变形；并且其斜度不得大于6°，防止在压紧过程中发生滑移。改进后，其机加工时间减少了30%左右，并缓解了插床的压力。
4. 结尾语
该方法彻底消除了多年来铣削压块凸台存在平行度误差的隐患，且省去了部分工序和加工量，科学地保证了加工大型机头架压块的质量和工效。