山西侯馬平陽重工機(jī)械有限責(zé)任公司 （043003） 史太生

如圖1所示殼體是高速列車電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的關(guān)鍵件，鑄件尺寸大，重量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。材料為合金鑄鋼ZG30NiCrMo且內(nèi)壁斜孔多，要求孔與水平軸傾斜分別為15°、30°，徑向沿殼體軸線成45°間隔，此類孔在專業(yè)廠家是用大型五軸數(shù)控機(jī)床，或大型鏜床配合大型專用夾具來加工完成，這些條件在我分廠都不具備，如何利用現(xiàn)有設(shè)備完成此項(xiàng)任務(wù)，成為工藝的難點(diǎn)之一。工藝經(jīng)歷了試制和批產(chǎn)兩個(gè)階段，工藝經(jīng)技術(shù)人員和技術(shù)工人多次探討和優(yōu)化，最終采用了本文介紹的工藝方法。經(jīng)過多年的批產(chǎn)運(yùn)行，生產(chǎn)效率比試制時(shí)提高了30%，主要還是利用了分廠現(xiàn)有設(shè)備，完成了專業(yè)廠家用大型鏜床才能實(shí)現(xiàn)的斜孔加工。

圖1 殼體尺寸

1.問題及解決方法

外形最大外徑φ 780mm、長(zhǎng)385mm，3個(gè)φ20mm斜孔是在內(nèi)壁且與垂直軸傾斜15°相互間隔繞軸線旋轉(zhuǎn)45°，φ10mm斜孔與水平軸線傾斜為30°。承制殼體加工，我分廠在車削薄壁殼體并保證其精度方面，多年來積累了比較成熟的經(jīng)驗(yàn)，而對(duì)于上述內(nèi)壁斜孔加工，尚屬首次，一開始我們準(zhǔn)備了以下幾種方案。

（1）底面用斜體夾具支承，在鏜床和銑床上加工，墊高工件使機(jī)床主軸與斜孔軸線重合，滿足α斜角的要求，如圖2所示。這種方法需要大型臥式鏜床、銑床或加工中心，加工不同的斜孔時(shí)更換工位比較困難，每種孔都需要一套夾具，該方法很不經(jīng)濟(jì)，因此被放棄。

（2）和方案1的不同之處就是斜體夾具用萬能回轉(zhuǎn)盤代替，這樣就需要大規(guī)格的萬能回轉(zhuǎn)盤并且受重力影響沿水平軸線傾斜角α不能超過20°，故該方案只能加工水平傾斜15°的斜孔，優(yōu)點(diǎn)是沿徑向等分左右45°比較方便，但是其找正裝夾麻煩，加工效率低，故也被放棄。

（3）最終采用等分斜孔加工方案，設(shè)計(jì)了一套能夠沿水平面、垂直面回轉(zhuǎn)360°，并以定位裝置準(zhǔn)確分度定位的夾具，采用此套夾具，只需要中型T68鏜床，或萬向搖臂鉆床，即可加工出殼體內(nèi)壁等分斜孔。

圖2

2.夾具主要結(jié)構(gòu)和功能

夾具分為工件夾緊裝置、工件支承裝置、水平回轉(zhuǎn)分度裝置、軸向定位和分度裝置（見圖3）。

圖3

支承和夾緊裝置用于工件的定位和夾緊，支承裝置可以沒支承底板左右移動(dòng)，增大調(diào)節(jié)范圍，以適應(yīng)不同直徑的工件需要。回轉(zhuǎn)分度裝置可以通過松開其上的夾緊螺釘，使工件沿底盤的內(nèi)環(huán)形槽在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)到所需的角度，并以底盤上的分度刻線準(zhǔn)確定位后夾緊，分度定位裝置可以調(diào)整其上的定位銷，滿足沿殼體軸線定位和分度的要求，其用法如下。

（1）夾具使用方法：確定殼體的中心尺寸，以工件上的定位孔（工件定位孔可以借助產(chǎn)品上滿足角向要求的孔，必要時(shí)也可制出工藝定位孔完成斜孔加工后再去除）的半徑尺寸調(diào)整定位銷位置，分度定位裝置的豎板和橫板上的刻度可以很方便調(diào)整到位，必要時(shí)還可以用高度尺校對(duì)高度尺寸卡尺校對(duì)徑向尺寸（見圖4）。

圖4

（2）殼體軸向等分孔的定位調(diào)整：當(dāng)加工等分孔時(shí)，需要算出等分孔距的水平距離X和垂直距離Y，方法是按照下述公式

式中，R 為定位孔半徑尺寸；α 為工件所需等分角。

根據(jù)X、Y分別確定銷孔位置尺寸即可，當(dāng)工件R、角度α相對(duì)固定也可在定位裝置上直接加工出定位孔就能起到分度定位，但是R、和α每批工件不同，不易固定就應(yīng)采用上述辦法較好。

3.加工斜孔工藝工步

（1）工藝準(zhǔn)備：調(diào)整夾具水平轉(zhuǎn)角位置本例為15°，調(diào)整軸線分度定位銷孔位置。本例X=167.5mm，Y=395mm。

（2）工件安裝：吊裝工件于支承裝置上，以定位銷找正，并用夾緊裝置夾緊。

（3）工步內(nèi)容：調(diào)整機(jī)床主軸以殼體端面要求尺寸和軸線中心并用中心鉆锪痕檢測(cè)位置合適，（锪痕每批首件復(fù)查即可）換與孔直徑相同的鍵槽銑刀锪出與軸線垂直平面，再換小于直徑0.25mm的鉆頭，按調(diào)整好的斜度鉆出。注意鉆頭進(jìn)、出內(nèi)壁時(shí)進(jìn)給速度和吃刀量都應(yīng)較小，防止進(jìn)、出內(nèi)壁因應(yīng)力的變化損害刀具。粗鉆后再換直徑符合要求的鉆頭精擴(kuò)，精度高的孔還應(yīng)鉸制。

（4）等分步驟：上述水平位置的孔加工好后，應(yīng)松開夾緊裝置，并分別調(diào)正分度裝置使定位銷分別處于左、右等分位置，本列是左、右等分角為45°調(diào)整好，夾緊工件再按第三工步分別加工出另外兩處斜孔。

（5）其余斜孔加工：其他斜孔也應(yīng)按上述方法選擇相應(yīng)直徑的鉆頭、銑刀、鉸刀，同時(shí)調(diào)整夾具相應(yīng)斜角α加工出。

按上述工藝我們從2010年開始試制，至今已形成月批產(chǎn)高達(dá)100件，并成功為某產(chǎn)品配套600臺(tái)套，斜孔加工的成品率從最初不足93%，到現(xiàn)在穩(wěn)定在98.5%以上，更主要的是用上述方法，只需普通中小型機(jī)床就可加工，從而使大型數(shù)控等機(jī)床可以用在更需要的地方，降低了加工成本，提高了生產(chǎn)效益。

4.結(jié)語

等分斜孔加工方法可靠，生產(chǎn)效率高，利用分廠現(xiàn)有中小型設(shè)備完成了大型數(shù)控和鏜床才可加工的殼體類內(nèi)壁斜孔的難題。