圓盤零件大孔加工方法

■武漢華夏精沖技術(shù)有限公司 （湖北 430415） 駱 蜜 張正威 郭銀芳

圓盤零件大孔加工方法

■武漢華夏精沖技術(shù)有限公司 （湖北 430415） 駱 蜜 張正威 郭銀芳

摘要：分析圓盤零件大孔的加工難點(diǎn)，設(shè)計(jì)制作專用夾具，優(yōu)化加工工藝，可滿足大批量生產(chǎn)的要求。

1. 加工難點(diǎn)分析

圖1　圓盤零件示意圖

圖1所示為某柴油機(jī)圓盤零件示意圖，年需求量35 000件，材質(zhì)為10鋼，料厚t=5mm，外形φ（2 1 9±0 . 1）m m，內(nèi)孔φ135H7（+0.04+0）mm，成形高度（10.5±0.2）mm，斷面光亮帶達(dá)75%以上。因產(chǎn)品對(duì)尺寸、斷面質(zhì)量要求較高，綜合考慮，采用落料→成形→精沖的工藝。經(jīng)分析，該產(chǎn)品主要的加工難點(diǎn)是內(nèi)孔φ135H7（+0.04+0）mm的尺寸難以保證，只能靠后續(xù)加工，原因?yàn)椋孩俑鶕?jù)精沖技術(shù)規(guī)程VDI 3 3 4 5及S c h m i d資料，料厚t=5mm、內(nèi)形尺寸φ135mm產(chǎn)品

的公差應(yīng)為IT8級(jí)，即63μm，而產(chǎn)品要求為40μm，遠(yuǎn)小于可滿足的范圍。②孔φ135mm與腰圓孔間的壁厚為3.5mm，僅為料厚的70%，此處材料穩(wěn)定性差，會(huì)影響內(nèi)孔φ135mm尺寸。

此產(chǎn)品批量大、精度要求高，考慮到經(jīng)濟(jì)性及產(chǎn)品質(zhì)量，采用精沖時(shí)留適量余量、后續(xù)數(shù)控車到尺寸的加工方法。

2. 初始加工方案

按照常規(guī)方法，如圖2所示，數(shù)控車時(shí)夾緊零件外圓。實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品加工完從機(jī)床上取下后，內(nèi)孔尺寸有變化，且腰圓處尺寸與非腰圓處尺寸也不同，相差達(dá)0.03mm以上，難以滿足產(chǎn)品要求。分析后認(rèn)為：夾緊產(chǎn)品外圓時(shí)會(huì)對(duì)產(chǎn)品施加徑向力，使產(chǎn)品發(fā)生徑向變形；腰圓處壁厚明顯薄于其他部位，在切削力的作用下會(huì)產(chǎn)生更大的變形。切削完成后及產(chǎn)品取出時(shí)外力消除，產(chǎn)生回彈，使內(nèi)孔尺寸發(fā)生變化。針對(duì)以上特點(diǎn)，我們對(duì)裝夾方式作出了改進(jìn)。

圖2　常規(guī)裝夾示意圖

3. 改進(jìn)方案

設(shè)計(jì)專用夾具如圖3所示，使用3個(gè)快速壓緊器壓緊零件端面，無徑向力且相對(duì)傳統(tǒng)壓塊壓緊操作方便、節(jié)省時(shí)間，易于控制夾緊力的大?。辉诹慵鼒A中靠近內(nèi)孔處設(shè)置6個(gè)定位釘和一個(gè)防轉(zhuǎn)釘，增加零件剛性，防止零件轉(zhuǎn)動(dòng)。為保證批量生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品尺寸的穩(wěn)定性，需校正夾具端面與機(jī)床主軸的垂直度0.02mm以內(nèi)，定位釘側(cè)面與機(jī)床主軸的同軸度0.02mm以內(nèi)，定位釘側(cè)面與產(chǎn)品配合間隙0～0.005mm。

圖3　改進(jìn)后的裝夾示意圖

經(jīng)批量生產(chǎn)驗(yàn)證，產(chǎn)品內(nèi)孔尺寸合格率可達(dá)100%，唯一不足的是校正夾具垂直度對(duì)操作工的技能要求很高，浪費(fèi)了大量工時(shí)，有待進(jìn)一步優(yōu)化。

4. 工藝優(yōu)化

將定位釘尺寸加大，留適量余量在夾具端面校正后數(shù)控車，直至與產(chǎn)品的配合滿足要求，這一方法減少了對(duì)定位釘?shù)男Ｕ?，且?duì)定位釘位置、原始尺寸無太高要求，僅需每批更換定位釘即可。

5. 結(jié)語

經(jīng)過一系列改進(jìn)，圓滿解決了圓盤零件高精度內(nèi)孔尺寸這一瓶頸問題，且滿足大批量生產(chǎn)的要求，同時(shí)為其他類似產(chǎn)品的制造提供了一種可行的思路。

專家點(diǎn)評(píng)

針對(duì)薄壁零件的加工特征設(shè)計(jì)制作專用夾具，使用3個(gè)快速壓緊器壓緊零件端面，無徑向力且相對(duì)傳統(tǒng)壓塊操作方便。同時(shí)，為減少操作工人的夾具校正難度，采用隨機(jī)加工的方法消除夾具制造誤差，為其他類似產(chǎn)品的制造提供了借鑒。

收稿日期：（20150514）