薄壁筒體機加工中工藝邊與基準轉(zhuǎn)換的運用

石顯桃

【摘要】某薄壁筒體零件，外形不規(guī)則，內(nèi)扣及密封槽尺寸精度高、表面粗糙度要求高、形位公差嚴，是設(shè)計關(guān)鍵指標，也是加工難點。而可靠定位與合理的工藝基準是零件順利加工并滿足要求的關(guān)鍵。本文所述的工藝方法，巧設(shè)工藝邊，并進行合理的基準轉(zhuǎn)換，最終保證了各項設(shè)計指標。

【關(guān)鍵詞】薄壁筒體 可靠定位 工藝邊 基準轉(zhuǎn)換

一、引言

筒體零件是機械加工中常見的零件類型，在強度足夠且外型規(guī)則的情況下，通常零件的設(shè)計要素即可作為工藝基準并用V形塊、定位套筒等實現(xiàn)可靠裝夾定位。但如零件為薄壁，裝夾首先成為難題，如外型再不規(guī)則，則工藝基準的選擇又將成為另一難題。本文介紹了一種利用工藝邊可靠裝夾并進行基準正確轉(zhuǎn)換，從而最終實現(xiàn)零件的加工并滿足精度要求的方法。

二、零件簡介及加工難點

典型零件如圖1所示，壁薄，內(nèi)孔及密封槽尺寸精度高、表面粗糙度要求高、形位公差嚴。其主要的加工難點有：

（1）不足4mm的壁厚，外圓定位裝夾完成內(nèi)孔加工不可行，必須考慮工裝或工藝邊。

（2）零件三檔內(nèi)孔及三處密封槽尺寸要求高，公差僅為0.03mm、形位公差嚴，跳動僅為0.03，表面粗糙度高，內(nèi)孔最高為0.2，密封槽為1.6，加工要素分布于零件整個內(nèi)孔，不能一次裝夾實現(xiàn)，要涉及不同的工種。加工中必須考慮基準的合理轉(zhuǎn)換。

（3）外形上留一凸臺用于加工油路孔，不規(guī)則，不能選擇為工藝基準，“基準重合”的原則在該零件加工中不能實現(xiàn)。

因此，加工出合格零件的關(guān)鍵是：確保定位可靠且裝夾變形不足以影響零件尺寸、多次加工基準的合理轉(zhuǎn)換。

三、工藝方案

（一）內(nèi)孔及密封槽的工藝流程

其工藝流程為：……——大端內(nèi)孔半精加工（車）——小端內(nèi)孔半精加工（車）——密封槽粗、精加工（車）——內(nèi)孔精加工（內(nèi)磨）——內(nèi)孔光整加工（珩磨）——……

（二）工藝邊的選擇

零件壁薄無法直接裝夾，考慮工裝或工藝邊輔助實現(xiàn)。

不規(guī)則的零件外型給工裝的設(shè)計增加了困難，非對等力直接作用于零件也將形成一定的裝夾變形。加工內(nèi)孔時，使用工裝可操作性不強。

根據(jù)零件特點，工藝邊的選擇成為了可靠定位的首選方案。

如圖2，增加工藝邊，相當于增加了一法蘭邊，利用法蘭邊裝夾定位是常規(guī)有效的工藝方法。僅需在毛坯選擇時，預留了Φ155×35一段，即可實現(xiàn)。

（三）基準選擇且與工藝邊配合使用

（1）工藝基準的實現(xiàn)與工藝邊的精加工。在加工工藝基準前，必須考慮其實現(xiàn)的定位方式，套筒類零件為保證內(nèi)外圓軸心同軸，常用心軸進行定位。為確保設(shè)計基準（圖1中的A基準內(nèi)孔）正確轉(zhuǎn)換，選擇了如圖3所示的零件內(nèi)孔作為定位基準，采用芯棒進行裝夾定位，在車床上采取雙頂尖一次裝夾，精加工工藝基準與工藝邊，使得基準的轉(zhuǎn)換得以實現(xiàn)。

如圖4，將零件組裝在芯棒上并在右端用螺母可靠裝夾，一次加工出A、B、C、A基準。

（2）內(nèi)孔半精加工與密封槽精加工?；鶞逝c工藝邊精加工后，即可在后續(xù)工序中作為裝夾面與工藝基準，確保零件加工質(zhì)量。

如圖5，一夾一撐，并找正圖4中的A、B基準，一次完成大端內(nèi)孔半精加工。然后，調(diào)頭一夾一頂，同樣找正圖4中的A、B基準，一次完成小端內(nèi)孔半精加工，最后，裝夾不變，完成密封槽的粗、精加工。雖經(jīng)歷了兩次裝夾，但工藝基準均統(tǒng)一到A、B基準上，所以半精加工后的內(nèi)孔與密封槽的相關(guān)要求得到了保證。

（3）內(nèi)孔精加工、光整加工。如圖6，內(nèi)孔進行精加工與光整加工前，在平面磨床上找正圖4中的A、B基準，加工E面。內(nèi)孔的精加工在內(nèi)圓磨床上實現(xiàn)，以E面定位，利用零件418螺紋孔緊固，由于零件有兩處內(nèi)孔表面粗糙度為0.02，內(nèi)磨精加工不能滿足要求，需留0.02光整加工余量。光整加工時，裝夾定位同精加工，在珩磨機床上實現(xiàn)。

內(nèi)孔的精加工與光整加工雖然基準不同于內(nèi)孔半精加工與密封槽加工基準，但同樣利用前工序選定的圖4中的A、B基準進行了可靠轉(zhuǎn)換，精加工后的相關(guān)設(shè)計指標也得到了保證。

最后，在檢測結(jié)束后，找正圖4中的D基準利用線切割機床保證零件長度切除工藝邊，零件加工完畢。

四、結(jié)語

本文以某薄壁筒體零件為例，結(jié)合工作實際，簡述了利用工藝邊裝夾零件并進行正確基準轉(zhuǎn)換最終完成零件加工、保證較高設(shè)計指標的方法。該方法對同類零件的加工有一定的借鑒價值。

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