一种垂直燕尾座加工方法与流程

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种垂直燕尾座加工方法。

背景技术：

在如今的机械传动运动中，燕尾座与燕尾导轨的配合运动是具有较良好性能的一种。燕尾座主要用于机床运动中，其运动过程是燕尾座与燕尾导轨配合形成的运动关系。运动中零件具有磨损量自动补偿功能，须间隙调整装置，燕尾起压板可调整水平垂直两方向的间隙，承受颠覆载荷，结构紧凑，但刚度差、摩擦阻力大、制造、检验维修不方便。燕尾座不仅可以牵引工件移动，而且在工件固定于机床上时可以起支撑固定的作用。但是燕尾座及配合零件属于较复杂零件且要求较高的零部件，而目前的燕尾座加工工艺精度差、生产效率低下、工艺复杂。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种垂直燕尾座加工方法，解决了现有加工方法工艺复杂、精度差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种垂直燕尾座加工方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将原料压力铸造成型，得到毛坯；

步骤2，将步骤1得到的毛坯进行人工时效处理；

步骤3，按图划线找正圆盘7底面、燕尾座13底面所在平面，用平口钳夹持方形壁18，粗铣圆盘7底面，留精加工余量，粗铣燕尾座13底面所在平面至最终尺寸，以圆盘7底面为基准，用压板压住圆盘7底面粗铣方形壁18的上平面，留精加工余量，粗铣圆台11至最终尺寸；

步骤4，以圆盘7底面为基准，用压板压住圆盘7底面钻孔e10，留精加工余量；以方形壁18的上平面为基准，用压板压住方形壁18的上平面钻孔k17，留精加工余量；以圆盘7上平面为基准，用压板压住圆盘7上平面铰两个孔k17至最终尺寸，锪两个沉孔h16至最终尺寸；

步骤5，以圆盘7底面和孔e10为基准，运用夹具上限位销限位，夹紧燕尾座，粗刨燕尾座13的两个燕尾槽侧面及燕尾座13的底面，留精加工余量，退刀槽a22至最终尺寸，粗刨中间燕尾槽12侧面及退刀槽b23至最终尺寸；

步骤6，以方形壁18的上平面和燕尾座13底面所在平面为基准，并用平口钳夹紧，钻孔b2，留扩孔加工余量，钻孔c3和孔a1至最终尺寸；

步骤7，二次人工时效处理；

步骤8，检查上述步骤的加工尺寸，以及检查曲面b20和曲面a19的尺寸；

步骤9，若曲面b20和曲面a19未达到技术要求，则以圆盘7底面为基准，用压板压住燕尾座，在旋转工作台上按技术要求铣曲面b20和曲面a19；若曲面b20和曲面a19达到技术要求，则无需对曲面b20和曲面a19进行铣操作；

步骤10，以圆盘7上平面为基准，用压板压住圆盘7上平面，半精铣圆盘7底面，留精加工余量；以圆盘7底面为基准，用压板压住圆盘7底面，半精铣圆盘7上平面，留精加工余量；

步骤11，以圆盘7底面为基准，用压板压住圆盘7底面，钻孔d4到最终尺寸，钻螺纹孔b14，留攻丝余量；以圆盘7底面为基准，用压板压住圆盘7底面钻螺纹孔a6，留攻丝余量；以圆盘7底面为基准，用压板压住圆盘7底面攻丝螺纹孔a6、螺纹孔b14至最终尺寸；

步骤12，以圆盘7底面为基准，用压板压住燕尾座，粗镗孔e10，留半精镗加工余量；

步骤13，以圆盘7上平面为基准，用压板压住圆盘7上平面，精铣圆盘7下底面到尺寸，留磨削加工余量；以圆盘7下底面为基准，用压板压住圆盘7下底面，精铣圆盘7上平面至最终尺寸；

步骤14，以圆盘7底面为基准，用压板压住燕尾座，半精镗孔e10，留精镗加工余量；

步骤15，以圆盘7的上平面和底面为基准，用平口钳夹紧圆盘7的上平面和底面，扩孔b2，留铰孔加工余量，铰孔b2至最终尺寸；以圆盘7底面为基准，用压板压住方形壁18的上表面和燕尾座13底面所在的平面，在旋转工作台上，钻孔孔g15至最终尺寸；

步骤16，用球头铣刀铣曲面c21，用端铣刀铣刻线台上的槽a8、换用t型铣刀铣槽b9至最终尺寸；

步骤17，以圆盘7底面为基准，用压板压住方形壁18的上表面和燕尾座13底面所在的平面，在旋转工作台上，用刻线机在刻线台上刻刻度；

步骤18，以圆盘7底面和孔e10为基准，运用限位销辅助定位夹紧燕尾座，精刨燕尾座13的两个燕尾槽及燕尾座13底面所在平面、退刀槽a22，留精加工余量；

步骤19，以圆盘7上平面为基准，用压板压住圆盘7上平面，磨削圆盘7下底面至最终尺寸；

步骤20，以圆盘7底面为基准，用压98板压住燕尾座，精镗孔e10，留浮动镗加工余量，浮动镗孔e10至最终尺寸；

步骤21，以圆盘7底面和孔e10为基准，运用限位销辅助定位夹紧燕尾座，刮研燕尾座13的两个燕尾槽及燕尾座13底面所在平面至最终尺寸；

步骤22，按照图纸要求检验各部尺寸及精度，涂料入库。

本发明的特点还在于：

步骤4中钻孔e10留的精加工余量为2mm，钻孔k17留的精加工余量为0.2mm，步骤4中沉孔h16的深度为7mm。

步骤6中留扩孔加工余量1.75mm。

步骤12中留半精镗加工余量0.9mm。

步骤14中留精镗加工余量0.4mm。

步骤15中留铰孔加工余量0.2mm，孔g15的深度为12mm。

孔e10与圆盘7底面的同轴度为r0.05mm。

步骤17中刻度的宽度为0.5mm，深度为0.3mm。

步骤20中留浮动镗加工余量0.1mm。

本发明的有益效果在于：本发明一种垂直燕尾座加工方法，提高了加工效率、延长加工刀具的使用寿命、提高了合格率，还保证了燕尾座的精度及良品率。

附图说明

图1是本发明一种垂直燕尾座加工方法的燕尾座的主视图；

图2是本发明一种垂直燕尾座加工方法的燕尾座的俯视图。

图中，1.孔a，2.孔b，3.孔c，4.孔d，5.m面，6.螺纹孔a，7.圆盘，8.槽a，9.槽b，10.孔e，11.圆台，12.中间燕尾槽，13.燕尾座，14.螺纹孔b，15.孔g，16.沉孔h，17.孔k，18.方形壁，19.曲面a，20.曲面b，21.曲面c，22.退刀槽a，23.退刀槽b。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明种利用一种垂直燕尾座加工方法，包括：孔a1，孔b2，孔c3，孔d4，m面5，螺纹孔a6，圆盘7，槽a8，槽b9，孔e10，圆台11，中间燕尾槽12，燕尾座13，螺纹孔b14，孔g15，孔h16，孔k17，方形壁18，曲面a19，曲面b20，曲面c21，退刀槽a22，退刀槽b23；

由图1和图2可知，本发明垂直燕尾座是机床导轨运动中配合件，其结构包括：位于左端的燕尾座13，形成两个燕尾槽，两个燕尾槽均设有退刀槽a22，燕尾座13中间位置设置有中间燕尾槽12，中间燕尾槽12中设置有退刀槽b23，燕尾座13内部且沿其轴向设置有孔d4，孔d4外部设置有孔b2，孔b2上且垂直于孔b2设置有孔c3，孔d4的底部且垂直于孔d4设置有孔a1；远离中间燕尾槽12的一端设置有半圆形圆盘7，圆盘7的直径端靠近中间燕尾槽12，圆盘7的侧壁曲面c21开设有刻线台，刻线台底部的两侧分别开设有槽a8和槽b9，燕尾座13与圆盘7之间且靠近圆盘7的底部设置有圆台11，圆台11上方设置有孔e10，圆盘7的上平面设置有方形壁18，方形壁18内壁且垂直圆盘7的面为m面5，方形壁18四个角处均设置有螺纹孔b14，圆盘7上且与孔e10同轴设置有孔k17，孔k17顶部的周边设置有沉孔h16，圆盘7侧壁且靠近直径端曲面c21上设置有孔g15，方形壁18上与圆盘7垂直的侧壁上设置有水平的螺纹孔a6，孔e10与方形壁18之间设置有曲面b20，曲面b20与方形壁18之间设置有曲面a19。

具体按照以下步骤实施：

步骤1，将原料压力铸造成型，得到毛坯；

所选用的原料为ht300、硬度为170～241hbs、燕尾座尺寸为中小型尺寸，且形状较复杂、不规则，因此无法选用锻造毛坯，只能用铸件；通过计算可知毛坯制造精度等级为11～12级，且加工余量较小，主要应用于传递运动，机械性能较好，因此选用压力铸造；

步骤2，将步骤1得到的毛坯进行人工时效处理，以消除毛坯制造所产生的内应力；

步骤3，按图划线找正圆盘7底面、燕尾座13底面所在平面，用平口钳夹持方形壁18，粗铣圆盘7底面，留精加工余量，粗铣燕尾座13底面所在平面至最终尺寸，以圆盘7底面为基准，用压板压住圆盘7底面粗铣方形壁18的上平面，留精加工余量，粗铣圆台11至最终尺寸；

步骤4，以圆盘7底面为基准，用压板压住圆盘7底面钻孔e10，留精加工余量2mm；以方形壁18的上平面为基准，用压板压住方形壁18的上平面钻两个孔k17，留精加工余量0.2mm；以圆盘7上平面为基准，用压板压住圆盘7上平面铰两个孔k17至最终尺寸，锪两个沉孔h16至最终尺寸，沉孔h16的深度为7mm；

步骤5，以圆盘7底面和孔e10为基准，运用夹具上限位销限位，夹紧燕尾座，粗刨燕尾座13的两个燕尾槽侧面及燕尾座13的底面，留精加工余量，退刀槽a22至最终尺寸，粗刨中间燕尾槽12侧面及退刀槽b23至最终尺寸；

步骤6，以方形壁18的上平面和燕尾座13底面所在平面为基准，并用平口钳夹紧，钻孔b2，留扩孔加工余量1.75mm，钻孔c3和孔a1至最终尺寸；

步骤7，二次人工时效处理；

步骤8，检查上述步骤的加工尺寸，以及检查曲面b20和曲面a19的尺寸；

步骤9，若曲面b20和曲面a19未达到技术要求，则以圆盘7底面为基准，用压板压住燕尾座，在旋转工作台上按技术要求铣曲面b20和曲面a19；若曲面b20和曲面a19达到技术要求，则无需对曲面b20和曲面a19进行铣操作；

步骤10，以圆盘7上平面为基准，用压板压住圆盘7上平面，半精铣圆盘7底面，留精加工余量；以圆盘7底面为基准，用压板压住圆盘7底面，半精铣圆盘7上平面，留精加工余量；

步骤11，以圆盘7底面为基准，用压板压住圆盘7底面，钻孔d4到最终尺寸，钻螺纹孔b14，留攻丝余量；以圆盘7底面为基准，用压板压住圆盘7底面钻螺纹孔a6，留攻丝余量；以圆盘7底面为基准，用压板压住圆盘7底面攻丝螺纹孔a6、螺纹孔b14至最终尺寸；

步骤12，以圆盘7底面为基准，用压板压住燕尾座，粗镗孔e10，留半精镗加工余量0.9mm；

步骤13，以圆盘7上平面为基准，用压板压住圆盘7上平面，精铣圆盘7下底面到尺寸，留磨削加工余量；以圆盘7下底面为基准，用压板压住圆盘7下底面，精铣圆盘7上平面至最终尺寸；

步骤14，以圆盘7底面为基准，用压板压住燕尾座，半精镗孔e10，留精镗加工余量0.4mm；

步骤15，以圆盘7的上平面和底面为基准，用平口钳夹紧圆盘7的上平面和底面，扩孔b2，留铰孔加工余量0.2mm，铰孔b2至最终尺寸；以圆盘7底面为基准，用压板压住方形壁18的上表面和燕尾座13底面所在的平面，在旋转工作台上，钻孔孔g15至最终尺寸，孔g15的深度为12mm；

步骤16，用球头铣刀铣曲面c21，孔e10与圆盘7底面的同轴度为r0.05mm，用端铣刀铣刻线台上的槽a8、换用t型铣刀铣槽b9至最终尺寸；

步骤17，以圆盘7底面为基准，用压板压住方形壁18的上表面和燕尾座13底面所在的平面，在旋转工作台上，用刻线机在刻线台上刻线宽0.5mm深0.3mm的刻度；

步骤18，以圆盘7底面和孔e10为基准，运用限位销辅助定位夹紧燕尾座，精刨燕尾座13的两个燕尾槽及燕尾座13底面所在平面、退刀槽a22，留精加工余量；

步骤19，以圆盘7上平面为基准，用压板压住圆盘7上平面，磨削圆盘7下底面至最终尺寸；

步骤20，以圆盘7底面为基准，用压98板压住燕尾座，精镗孔e10，留浮动镗加工余量0.1mm；浮动镗孔e10至最终尺寸；

步骤21，以圆盘7底面和孔e10为基准，运用限位销辅助定位夹紧燕尾座，刮研燕尾座13的两个燕尾槽及燕尾座13底面所在平面至最终尺寸；

步骤22，按照图纸要求检验各部尺寸及精度，涂料入库。

其中孔a1的孔径为φ8mm，孔b2的孔径为φ20mm，孔c3的孔径为φ12mm，孔d4的孔径为φ13.5mm，孔e10的孔径为φ32mm，螺纹孔a6为3×m4mm，螺纹孔b14为4xm8mm，孔g15为2×φ18mm，沉孔h16的孔径为φ14mm，孔k17的孔径为φ9mm，曲面a19的半径为r52mm，曲面b20的半径为r50mm，曲面c21的半径为r89mm，槽a8的宽度为8mm，槽b9的宽度为14mm。

主要技术要求如下：

(1)燕尾座13中的两个燕尾槽为60°，燕尾槽侧面及燕尾接触平面的表面粗糙度ra≤0.8μm，且与圆盘7底面的垂直度公差为0.01mm，两个燕尾槽的槽面相互平行，平行度公差为0.01mm，退刀槽a22为1.5mm×2mm，表面粗糙度ra≤3.2μm。加工时应注意平行度要求，精加工(刮)时保证表面粗糙度。

(2)中间燕尾槽12为60°，中间燕尾槽12侧面的表面粗糙度ra≤6.3μm，退刀槽b23为1mm×1mm，表面粗糙度ra≤6.3μm。

(3)步骤21中的刮研要求接触均匀，接触点不得少于16～20点/25×25平方毫米，再加工时应注意平面度要求。

(4)圆盘7底面的表面粗糙度ra≤0.8μm，且圆盘7底面的平面度公差为0.025mm；圆台11表面粗糙度ra≤6.3μm。

(5)方形壁18的上平面的表面粗糙度ra≤3.2μm，且与圆盘7底面的平行度公差为0.05mm。

(6)孔e10的表面粗糙度ra≤0.8μm，且孔中心轴线与圆盘7底面的垂直度公差为0.05mm；孔b2的表面粗糙度ra≤1.6μm。

(7)孔d4表面粗糙度ra≤6.3μm，孔c3表面粗糙度ra≤12.5μm，孔a1表面粗糙度ra≤12.5μm，孔k17表面粗糙度ra≤3.2μm、对应沉孔h16深度7mm，孔g15表面粗糙度ra≤12.5μm，深度为12mm，螺纹孔b14为4×m8mm、螺纹孔a6为3×m4mm。

(8)曲面c21表面粗糙度ra≤6.3μm，且曲面c21与孔e10的中心轴线同轴度为r0.04mm，槽a8和槽b9的表面粗糙度ra≤12.5μm。

(9)各面与面连接处为光滑圆角、其余圆角为r2～4mm，其目的是减少应力集中。

(10)m面5为砂光表面，铸造时不需要留加工余量，当曲面a19的半径小于52mm时必须按r52mm尺寸加工，去除多余量；当曲面b20的半径小于50mm时则按尺寸r50mm进行加工，去除多余量。

由于本发明燕尾座是较复杂的工件，毛坯是压力铸造，待加工表面有燕尾槽、退刀槽、刻线台、平面、曲面、配合孔、螺纹孔及一般内孔等。查《金属机械加工工艺人员手册》、《典型零件工艺设计》确定各工序之间加工余量、公差等级、表面粗糙度及毛坯尺寸。

加工余量和工序尺寸的确定：

(1)圆盘7底面加工余量及工序尺寸

首先保证圆盘7高度尺寸为24mm，底面的表面粗糙度为ra0.8μm，平面度为0.025，公差精度为7级，需要粗铣、半精铣、精铣、磨削加工完成，根据《金属机械加工工艺人员手册》、《典型零件工艺设计》确定各工序之间加工余量、公差等级、表面粗糙度及毛坯尺寸如表1所示。

表1圆盘底面各工序之间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定

(2)方形壁18的内壁上平面加工余量及工序尺寸

首先保证方形壁18上平面高度尺寸为9mm，平面的表面粗糙度为ra3.2μm，与圆盘7底面有平面度要求，平面度为0.025，公差精度为7级，需要粗铣、半精铣、精铣加工完成，确定各工序之间加工余量、公差等级、表面粗糙度及毛坯尺寸如表2所示。

表2方形内壁上平面各工序之间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定

(3)圆台11上平面加工余量及工序尺寸

保证圆台11上平面与圆盘底面之间的高度尺寸为18mm，表面粗糙度为ra6.3μm，圆台11上平面精度、表面粗糙度要求较低，因此只需要粗铣加工完成即可，确定该工序加工余量为2mm、公差等级为it11、表面粗糙度为ra6.3μm、毛坯尺寸为20mm。

(4)燕尾槽侧面及燕尾槽底面加工余量及工序尺寸

由图1和图2可知，有两个燕尾槽和中间燕尾槽、多个燕尾平面，在此我们选取较重要的(表面粗糙度为ra0.8μm)进行分析计算，其他精度较低的面与这些表面的分析计算类似，根据图纸保证各平面之间尺寸，燕尾槽与燕尾平面的表面粗糙度为ra0.8μm，两个燕尾槽面之间有平行度要求、燕尾槽侧面与圆盘7底面有垂直度要求，平行度为0.04，公差精度为6级、垂直度为0.04，需要粗刨、精刨、刮研加工完成，确定各工序之间加工余量、公差等级、表面粗糙度及毛坯尺寸如表3所示。

根据分析计算确定了毛坯尺寸，但由于燕尾槽的结构特点，燕尾槽的毛坯在铸造阶段为方便加工铸造为方形面，同样中间的燕尾槽及其表面根据此分析计算可得知；

表3燕尾平面各工序之间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定

(5)配合孔加工余量及工序尺寸

孔e10和孔b2，在加工过程中首先保证孔的尺寸精度及表面粗糙度，其中孔e10为基孔制、公差等级为it6，表面粗糙度为ra0.8μm，中心轴线与圆盘7底面垂直度为0.05，公差精度为7级，需要钻、粗镗、半精镗、精镗、浮动镗加工完成；孔b2为基孔制、公差等级为it8，表面粗糙度为ra1.6μm，需要钻、扩、铰加工完成。根据《金属机械加工工艺人员手册》、《典型零件工艺设计》确定两配合孔各工序之间加工余量、公差等级、表面粗糙度及毛坯尺寸如表4、表5所示。

表4配合孔b各工序之间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸

表5配合孔e各工序之间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的

(6)盲孔加工余量及工序尺寸

孔d4、孔c3及孔g15为盲孔，在加工过程中需保证各盲孔的表面粗糙度。其中盲孔孔d4的表面粗糙度为ra6.3μm，需要钻、铰加工完成该盲孔工序之间加工余量、公差等级、表面粗糙度及毛坯尺寸如表6所示，盲孔孔c3、孔g15的表面粗糙度为ra12.5μm，只需要通过钻加工完成即可，因此这几个孔只要通过选用合适的钻头进行加工即可。

表6盲孔孔d各工序之间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸

(7)通孔加工余量及工序尺寸

孔a1、孔k17为通孔，在加工过程中需保证各通孔的表面粗糙度，其中通孔孔k17的表面粗糙度为ra3.2μm，需要钻、铰加工完成，查资料确定该通孔工序之间加工余量、公差等级、表面粗糙度及毛坯尺寸如表7所示，通孔孔a1的表面粗糙度为ra12.5μm，只需要通过钻加工完成即可，因此这个孔只要通过选用合适的钻头进行加工即可。

表7通孔孔k各工序之间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸

(8)沉孔h加工余量及工序尺寸

沉孔h16，在加工过程中需保证沉孔的深度，其中沉孔h16的表面粗糙度为ra3.2μm，需要钻、锪加工完成，由于该孔是在通孔孔k加工基础上进行的，因此钻孔k为该通孔工序之间加工余量、公差等级、表面粗糙度及毛坯尺寸如表8所示，

表8沉孔h各工序之间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定

(9)螺纹孔加工余量及工序尺寸

螺纹孔螺纹孔b14、螺纹孔a6，在加工过程中需保证螺纹孔的位置精度(即螺纹孔的横纵坐标)，螺纹孔只需进行钻孔、攻丝即可完成加工。

(10)圆盘侧面加工余量及工序尺寸

圆盘7侧面曲面c21与孔e10中心轴线同轴度为0.04，公差等级为8级，在加工过程中保证同轴度要求，需要粗铣、精铣加工即可完成，该通孔工序之间加工余量、公差等级、表面粗糙度及毛坯尺寸如表9所示。

表9圆盘侧面曲面c各工序之间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸

(11)刻线台侧面加工余量及工序尺寸

刻线台侧面曲面r78、曲面r83的表面粗糙度要求较低，在加工过程中保证图纸尺寸，需要粗铣加工即可完成，由于这两个曲面工序少但需要加工的尺寸较大，因此在加工过程中适当增加走刀次数，合理控制加工余量，避免加工过程产生问题。

通过上述方式，本发明一种垂直燕尾座加工方法，工艺过程简单，不仅提高了加工效率、提高了合格率，还保证了燕尾座的精度及良品率。