李軍超

（許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司,河南 許昌 461000）

在異形類零件加工中，高精度U型深槽的加工以其加工工藝性差、加工應(yīng)力變形、裝夾困難等難點(diǎn)，一直是持續(xù)困擾機(jī)加企業(yè)的加工難題。本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)例從工藝優(yōu)化、應(yīng)力消除、裝夾方法三各方面對(duì)高精度U型深槽零件的加工方案進(jìn)行了有益探索。

1 高精度U型深槽類零件的特征

以下面典型高精度U型深槽零件實(shí)例進(jìn)行分析。

圖1 高精度U型深槽零件1簡(jiǎn)圖

圖2 高精度U型深槽零件常規(guī)加工工藝

根據(jù)圖紙和工藝規(guī)程分析，我們發(fā)現(xiàn)該類零件有以下特征：

本文以該生產(chǎn)實(shí)例為例進(jìn)行有針對(duì)性的闡述。

（1）結(jié)構(gòu)為U型，加工去除材料量大。該U型開(kāi)檔深達(dá)71mm，寬40mm。

（2）通常兼具薄壁零件特性。側(cè)壁僅厚7.5mm，是一個(gè)薄壁零件。

（3）公差精度要求嚴(yán)。對(duì)稱度為0.02mm、垂直度為0.015mm 。

（4）通常無(wú)法一次完成加工。以本實(shí)例為例40mm開(kāi)檔需在30、60兩個(gè)道序加工完成，道序不集中，二次裝夾加工，開(kāi)檔內(nèi)壁不容易接平且易造成零件二次裝夾變形。

（5）加工過(guò)程中容易產(chǎn)生應(yīng)力變形，形位公差不容易保證。

（6）通常槽內(nèi)有曲面。加工R100圓弧容易造成零件的變形，影響加工質(zhì)量。

2 高精度U型深槽類零件加工難點(diǎn)

根據(jù)上面對(duì)典型高精度U型深槽類零件實(shí)例的分析，我們可以歸納出該類零件加工具有以下難點(diǎn)：

（1）加工工藝性差。具體表現(xiàn)在槽深、壁薄、精度高、包含曲面。

（2）加工應(yīng)力變形。具體表現(xiàn)在去除材料量大殘余應(yīng)力不易消除。

（3）裝夾困難。具體表現(xiàn)壁薄、精度高且需要二次裝夾。

3 高精度U型深槽類零件加工方案探索

針對(duì)高精度U型深槽類零件加工難點(diǎn)，將從加工工藝性優(yōu)化、加工應(yīng)力變形消除以及裝夾方法改進(jìn)三各方面進(jìn)行有針對(duì)性的探索：

本文先著重從加工工藝性優(yōu)化的進(jìn)行探索

零件加工的難易與其要實(shí)現(xiàn)的功能有比較大的關(guān)系，故在完成同樣功能的情況下，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定了零件加工的工藝性，所以零件的工藝性驗(yàn)證是在確定零件的可加工性至關(guān)重要。還以上面的實(shí)例進(jìn)行探索，以優(yōu)化R100圓弧結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行分析。

3.1 R100圓弧要實(shí)現(xiàn)的功能

圖3 零件1與零件2配合關(guān)系

通過(guò)三維模擬裝配圖示，我們可以看到零件1在裝配過(guò)程中和零件2相配合使用，裝配的三維模型如圖3所示。把結(jié)合圖在中間剖開(kāi)，如圖4，零件1和零件2之間能以 12孔中心為軸心做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。R100圓弧和零件2上的11×15倒角保證在旋轉(zhuǎn)時(shí)兩個(gè)零件不發(fā)生干涉。

圖4 改進(jìn)前裝配剖面圖

圖5 改進(jìn)后裝配剖面圖

3.2 R100圓弧功能加工工藝性優(yōu)化

如果把R100圓弧改成斜直面的話，加工工藝性好了，但兩個(gè)零件會(huì)發(fā)生干涉。為了使兩個(gè)零件旋轉(zhuǎn)不發(fā)生干涉，通過(guò)作圖軟件作圖分析，如圖5，最終，得到如果同時(shí)把零件2上的11×15倒角擴(kuò)大為15×25，就不會(huì)發(fā)生干涉。這樣，保證了零件1加工工藝性良好，同時(shí)不影響設(shè)計(jì)效果及機(jī)器功能。

最終，優(yōu)化后的零件變更為，如圖6。

圖6 零件1改進(jìn)后簡(jiǎn)圖

4 結(jié)論

本文根據(jù)高精度U型深槽類異形零件的特點(diǎn)，著重從零件的加工工藝性進(jìn)行了闡述，為機(jī)加工企業(yè)攻克高精度U型深槽類異形零件提供了借鑒。

[1]陳宏鈞主編.實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)[S].機(jī)械工業(yè)出版社,1997(06).

[2]梁炳文主編.機(jī)械加工工藝與竅門(mén)精選[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2002(02).

[3]于克萍、胡慶安編.結(jié)構(gòu)力學(xué)[M].西北工大出版社,2012(01).