通过前文对工件进行的工艺分析可知,工件加工的工艺特征与一般的内圆磨削是相同的。唯一的区别是:工件的长度尺寸过大,普通内圆磨床无法装夹。
于是产生了一个思路:如果解决了工件的装夹问题,普通内圆磨床亦可对此工件进行加工。根据这一思路,确定铣床主轴锥孔高精度专用磨床的设计方案如下:
1)选择规格适宜的内圆磨床,作为专用磨床的主体,经过适当改造,使之成为一台高精度的专用磨床。
2)这台被选用的内圆磨床,其床身、主轴箱、液压系统、电气控制系统、操作机构、进给机构、滑鞍部件等,仍保持原设计,不需改进。即这台内圆磨床的全部零部件仍要继续使用,无一丢弃。
3)需另行设计制造两件中心架部件,用于支承工件。
4)需另行设计制造一件上工作台部件,用于安装中心架和主轴箱等部件。
5)上工作台的右端,通过主轴箱底座(属内圆磨床原有件)安装在内圆磨床的床身上。左端则安装在另行设计制造的立柱上。
6)在水平投影面上、上工作台的轴线与内圆磨床床身的轴线相交,交角为8.297°(tan8.297°= )。并且,此交角可进行微量调整,从而可保证加工出的锥孔锥度符合技术条件。
7)由于新设置了上工作台这一部件,工件的轴线提高了一个等于上工作台厚度的高度。所以,内圆磨具的轴线也必须相应提高一个同等的高度,为此应再增加一个零件——滑鞍座。滑鞍座安装在滑鞍的下面,它只是提高滑鞍及内圆磨具的高度,并不改变它们在水平投影面上的位置。
8)按技术条件,工件锥孔的表面粗糙度为 Ra 0.4μm。这是很高的要求,是普通内圆磨床所达不到的。为了实现这一要求,需要对普通内圆磨床进行如下改造:
① 改进床身导轨润滑的设计,减小其摩擦力,实现工作台低速运动(15~50mm/min)时不“爬行”(即无停顿现象)。内圆磨床工作台的运动速度,最低一般为200mm/min,不符合要求。
② 改进内圆磨具的设计,提高其运转精度和刚度。
9)设计专用夹具——工件转动的传动机构,改进主轴箱主轴与工件的连接方式,使之只传递转矩而不对工件施加径向力和轴向力。
10)设计工件定心顶尖座,提高工件的定心精度。
上述将通用机床改造成为专用机床的设计方案,有如下优点:
① 经济,即制造成本低。专用机床的需要数量一般都很少,一般只生产一台,如果采用全新的设计则费用会很高,可能达到通用机床的数倍。
② 快捷,可缩短制造周期。因为绝大部分零件不需重新制造。
③ 成功率高。因为通用机床的技术是成熟的,以此为主体,则专用机床的主要部分不会出现问题,从而为设计的成功奠定了基础。
正是由于有上述的优点,以通用机床为主体来设计改造专用机床,已为很多企业尤其是中小企业所采用。