西峽縣內(nèi)燃機(jī)進(jìn)排氣管有限責(zé)任公司（河南 474500）葉志富 胡延毅 靳國(guó)芳 李喜鋒

在實(shí)際工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管工作環(huán)境惡劣，處于循環(huán)交變的溫度狀態(tài)下，受熱溫度不均勻，熱脹冷縮的力量能使排氣歧管有斷裂，需要排氣歧管具有很好的高溫力學(xué)性能和使用性能。中硅鉬球墨鑄鐵材料在高溫下不易軟化，且具有良好的性能表現(xiàn)，不僅具有優(yōu)異的抗氧化性能，而且鑄造成形性好，諸多優(yōu)點(diǎn)使其成為當(dāng)前汽車排氣歧管的首選材料，隨之而來(lái)的加工難問(wèn)題擺在我們面前。我公司生產(chǎn)的排氣岐管如圖1所示。

圖1

1.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

壁薄，最小壁厚5mm，易裝夾變形, 在加工時(shí)平面度不易保證。機(jī)構(gòu)復(fù)雜，難以裝夾，鑄件毛重8.3kg，易造成定位和夾緊的困難。

硅鉬球墨鑄鐵排氣歧管的加工工藝及相關(guān)切削參數(shù)選擇與普通結(jié)構(gòu)的球墨鑄鐵材料有著較大的區(qū)別。因此，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)不適應(yīng)生產(chǎn)內(nèi)外形狀復(fù)雜的零件，薄壁易導(dǎo)致裝夾變形，定位點(diǎn)和壓緊點(diǎn)選擇不當(dāng)，就不易裝夾牢固，另外加工硅鉬球墨鑄鐵排氣管時(shí)，潛在影響穩(wěn)定性的因素很多（如振動(dòng)和非理想熱環(huán)境等），如果夾具剛性不足是無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間發(fā)揮刀具應(yīng)有性能的。此外，由于零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，夾緊機(jī)構(gòu)還要具有足夠的剛性，使用聯(lián)動(dòng)定位聯(lián)動(dòng)壓緊結(jié)構(gòu)減少振動(dòng)。振動(dòng)會(huì)造成刀刃崩碎、刀片損壞并產(chǎn)生不可預(yù)見(jiàn)和不穩(wěn)定的因素，因此，在設(shè)定機(jī)床切削參數(shù)時(shí)，始終要將提高穩(wěn)定性、消除振動(dòng)放在首位。另一種改進(jìn)措施是，采用多級(jí)聯(lián)動(dòng)夾緊和輔助支撐相結(jié)合的夾具，提高加工系統(tǒng)的工藝裝備剛性也有助于抵消振動(dòng)。銑削加工需要使用大轉(zhuǎn)矩切削力。所以選用雙面銑面專機(jī)和可轉(zhuǎn)位的盤銑刀。

2.零件的加工難點(diǎn)分析

（1）形狀復(fù)雜，不易裝夾。

（2）切削力大，切削溫度高。

（3）加工硬化，刀具磨損加快。

3.夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

夾具的定位和受力分配根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)：薄壁易變形，結(jié)構(gòu)復(fù)雜定位面不集中，工件大，不方便裝夾等特點(diǎn)，選用六點(diǎn)定位。聯(lián)動(dòng)點(diǎn)點(diǎn)定位、聯(lián)動(dòng)點(diǎn)點(diǎn)壓緊的方法，使工件在夾具中各夾緊點(diǎn)受力均勻，是保證銑法蘭面的平面度0.15mm 的重要點(diǎn)（見(jiàn)圖2）。

4.夾具設(shè)計(jì)工作原理

根據(jù)零件的特點(diǎn)，創(chuàng)新思路，是多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)定位，多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)壓緊。合理分配的壓緊力，實(shí)現(xiàn)被加工零件的受力均勻，變形?。ㄒ?jiàn)圖3）。

（1）定位方法：6點(diǎn)定位。

圖2 定位點(diǎn)、加緊點(diǎn)分布示意圖

上下方向：（3個(gè)點(diǎn)）夾具通過(guò)6個(gè)點(diǎn)與排氣歧管接觸，活動(dòng)定位銷20和夾具體30間的配合是間隙配合。（活動(dòng)定位銷只作上下運(yùn)動(dòng)；徑向力分配給夾具一部分，提高了夾具的抗振性），浮動(dòng)定位板16、18、22通過(guò)轉(zhuǎn)銷17、19、23受力自動(dòng)調(diào)配，使4個(gè)點(diǎn)的力，變成一個(gè)點(diǎn)的力，實(shí)現(xiàn)上下方向，6點(diǎn)接觸最終變成兩個(gè)點(diǎn)定位的目的。（目的：增加排氣歧管的接觸面積）再加上定位螺釘4，支撐著排氣歧管的法蘭。實(shí)現(xiàn)了排氣歧管上下方向3點(diǎn)定位接觸的要求。（3點(diǎn)確定一面）

圖3

前后方向：（2個(gè)點(diǎn)）排氣歧管后面都有兩個(gè)定位螺釘14，固定在座體13上實(shí)現(xiàn)排氣歧管的前后2 點(diǎn)定位（根據(jù)排氣歧管的型號(hào)不同，可調(diào)整）

側(cè)面方向：（1個(gè)點(diǎn)）定位塊15把排氣歧管的側(cè)面方面進(jìn)行了限制。

（2）壓緊方法：把銑面夾具固定在雙面對(duì)銑專機(jī)上，夾具設(shè)計(jì)是兩面對(duì)稱，一次同時(shí)加工兩件。根據(jù)排氣歧管的特性，采用對(duì)稱聯(lián)動(dòng)定位和壓緊方法，更有效增加排氣歧管在加工中多點(diǎn)接觸定位和壓緊。

壓緊方法是固定在夾具體上的螺柱件，通過(guò)壓緊螺母2和推力軸承3把力作用在橋架7上，通過(guò)轉(zhuǎn)銷把力作用在橋架上，橋架通過(guò)轉(zhuǎn)銷9把力作用在活動(dòng)壓板8上；通過(guò)轉(zhuǎn)銷10把力作用在對(duì)稱的兩個(gè)活動(dòng)壓板11上，固定在活動(dòng)壓板的壓板12通過(guò)轉(zhuǎn)銷10的自動(dòng)調(diào)整后，把力施在排氣歧管的4個(gè)點(diǎn)上。通過(guò)轉(zhuǎn)銷的調(diào)整把另一分力施在橋架上，通過(guò)轉(zhuǎn)銷32的調(diào)整，一分力作用在轉(zhuǎn)銷33上，一分力通過(guò)橋架31的定位螺釘26直接作用到排氣歧管的后身一個(gè)點(diǎn)上，（目的，讓排氣歧管的法蘭定位點(diǎn)壓實(shí)）；通過(guò)轉(zhuǎn)銷32的調(diào)整把力作用在活動(dòng)壓板5上，固定在活動(dòng)壓板的壓板12通過(guò)轉(zhuǎn)銷32的自動(dòng)調(diào)整后，把力施在排氣歧管的兩個(gè)點(diǎn)上。加工結(jié)束后，松動(dòng)壓緊螺母2，有4個(gè)導(dǎo)向柱，通過(guò)彈簧29、28的彈力使整體加緊機(jī)構(gòu)回復(fù)原位，完成一次加工過(guò)程。

5.實(shí)施方法

把兩支排氣歧管分別放在夾具兩側(cè)，利用前后、左右、法蘭處定位，確保各定位點(diǎn)接觸，旋轉(zhuǎn)壓緊螺母，使聯(lián)動(dòng)壓緊系統(tǒng)受力，把力均勻施在排氣歧管上，使工件壓緊。保證排氣歧管在上下左右方向上，正確定位、壓緊牢固。打開機(jī)床開關(guān)，對(duì)排氣歧管法蘭面進(jìn)行加工，完畢后取下排氣歧管，工作臺(tái)快速退回，完成一次加工節(jié)拍。