端头异形轴类定心装置的设计与应用

1. 问题的提出

　　铁路道岔转换设备ZD6系列电动转辙机中零件左右拐轴、检查柱是关键部件接点座中重要的零件，为了保证该类件组装过程顺畅，接点座在工作状态下无卡阻、摆动灵活、表示信号准确，设计图样对左右拐轴、检查柱零件的尺寸精度、形位公差要求均较高。在实际生产中经常出现以下现象：车外圆时，以前序中心孔定位，虽然实际外圆加工余量较大（约单面2.5mm），但仍存在车不圆现象。

　　2. 原因分析

　　检查柱、左右拐轴都是一端头部异形的轴类工件，如图1、图2所示。

　一般轴类零件钻中心孔通常在车床上用三爪自定心卡盘夹紧后进行加工，左右拐轴、检查柱属于一端头部异形轴类，不能采用三爪自动定心，其原加工流程为：锻造毛坯→用V形铁以毛坯外圆定位钻中心孔→车外圆。

　　由于上述零件都是锻件，毛坯外径尺寸公差大，用V形铁定位，在中心钻床上钻中心孔，毛坯外径公差影响了中心孔位置，造成中心孔与毛坯外径同轴度超差；车外圆时，用车夹具装夹异形端头，另一端用顶尖顶前序中心孔，如果中心孔与毛坯外径同轴度超差，虽然从毛坯外径尺寸来看，工序余量较大，必会出现车不圆现象，造成废品。

　　3. 解决措施

　　通过以上分析，现场跟踪调查确认现加工工艺造成中心孔的位置度超差的主要因素是：V形铁所定位工件中心随毛坯外径尺寸大小变化，而中心钻中心是固定的，两者存在偏心。经过分析、总结后找出两种零件的共同特征，着手设计了一端异形轴类定心装置，如图3所示。

此装置由12个零件组成，底板1与固定套2和直角板8装配固定后安装在卧式中心钻床台面上，夹具通过底板底面凸台在中心钻床台面定位；丝杠3上设左旋和右旋螺纹，丝杠中间为配合光轴，光轴中部有R4槽用销轴固定在固定套上实现自转，当丝杠3转动时，带动左旋卡板5、右旋卡板7在直角板8滑动槽内同时张开与闭合，在左右卡板V形槽作用下定心夹紧工件，自动定心准确，可靠地保证了工件加工质量，此装置适用加工φ30mm以下的轴类工件。自定心夹紧装置通过现场实际使用，受到了操作工好评，保证左右拐轴、检查柱零件加工质量同时，大大提高了生产效率。

　　4. 效果验证

　　对新设计的自定心夹紧装置进行现场使用验证。通过对批量生产的4000件左右拐轴加工中心孔序的跟踪调查，发现同轴度达到了工艺要求，产品合格率达到了100%，解决了长期困扰五金件加工厂家孔序加工难题，此结构工装可解决一端异形工件钻中心孔时与毛坯外径不同轴问题。