南車(chē)資陽(yáng)機(jī)車(chē)有限公司晨風(fēng)電氣分公司（四川 641301）張懷奎 王大明

1.插座體的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)

從圖1中看出插座體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：左端外圓存在外螺紋M30×1.5，內(nèi)孔φ26.5mm，右端內(nèi)孔有兩條寬1.8mm和1.6mm，高2.2mm的凸鍵，外圓還要加工3條順時(shí)針?lè)较虻穆菪邸Ａ慵?，壁薄，加工的尺寸較多，切削刀具較小，剛性差，表面熱處理前硬度較低。產(chǎn)品切削時(shí)，直接夾持存在夾痕，裝夾力過(guò)大零件受力變形導(dǎo)致加工尺寸超差，過(guò)小夾持不住，造成零件報(bào)廢。

2.工藝行程的制定

此插座體較薄、容易變形、內(nèi)部?jī)赏规I和外部螺旋槽的成形是加工難點(diǎn)，產(chǎn)品遠(yuǎn)期訂單較大，精鑄方向攻關(guān)存在困境，導(dǎo)致產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)度受阻，影響了產(chǎn)品的研制進(jìn)程。經(jīng)過(guò)分析，在小批量生產(chǎn)中放棄精鑄加工，采用型材切削加工，做好工藝行程和工裝夾具設(shè)計(jì)，并提前解決熱處理工藝對(duì)尺寸的影響。

圖1

此插座體如果先車(chē)削外圓后銑、插內(nèi)孔凸鍵存在裝夾力不足，零件加工過(guò)程中容易變形報(bào)廢等問(wèn)題，因此先加工內(nèi)孔后加工外圓，并設(shè)計(jì)制作定位套，定位心軸，插削刀具，變徑向夾緊為軸向夾緊，消除夾緊力和切削力對(duì)零件尺寸精度的影響，內(nèi)孔與外圓互為基準(zhǔn)，粗、精加工工序分開(kāi)加工，這樣就能解決加工中的工藝難點(diǎn)，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

因此制定產(chǎn)品加工行程如下：左端外圓，兩凸鍵內(nèi)孔留余量，其余內(nèi)、外圓精車(chē)達(dá)圖→用彈性套裝夾外圓，鉆孔、銑、插內(nèi)孔凸鍵；采用帶凹槽的心軸定位內(nèi)孔，分度銑右端3條螺旋槽→去毛刺→采用旋轉(zhuǎn)分度頭銑左端圓弧R?！?chē)左端外圓螺紋→外觀質(zhì)量及尺寸檢查→電刻標(biāo)示→表面陽(yáng)極氧化處理，螺旋槽φ4mm孔內(nèi)涂紅色油漆。

3.銑削、車(chē)削夾具及刀具的設(shè)計(jì)

采用卡盤(pán)三爪直接夾持鋁件插座體，表面容易產(chǎn)生夾痕影響產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)計(jì)開(kāi)口彈性套如圖2所示，用于零件內(nèi)孔兩凸鍵的銑削和插削；中間端面孔的鉆削加工，內(nèi)圓弧R4mm的銑削定位及裝夾。由于內(nèi)孔凸鍵對(duì)應(yīng)的外圓軸向線為一條外螺旋槽的銑削基準(zhǔn)線，內(nèi)孔凸鍵在銑削后容易定位，外圓螺旋槽的加工基線在內(nèi)凸鍵外側(cè)的徑向方向，為便于基準(zhǔn)點(diǎn)的定位和裝夾方便可靠，采用彈性套裝夾零件外圓，采用左、右端軸向定位，銑削、插削兩內(nèi)凸鍵至尺寸，變卡盤(pán)的三點(diǎn)夾持為全包圍夾持，均分并增加了夾緊力，避免了卡盤(pán)夾緊薄壁零件造成變形產(chǎn)生夾痕，保證了產(chǎn)品尺寸精度和外觀表面質(zhì)量。

圖2

由于內(nèi)凸鍵尺寸較小，刀具剛性受切削力和長(zhǎng)度的限制，直徑不能過(guò)小，采用插床加工又難以保證零件尺寸精度，因此采用數(shù)控銑削加插削的方式。銑削時(shí)存在圓弧過(guò)渡，圓柱銑刀不能銑削出平行的內(nèi)凸鍵，在銑削到一定的寬度時(shí)，對(duì)兩凸鍵進(jìn)行插削，以去除銑削時(shí)存在的圓弧連接。設(shè)計(jì)左右?guī)锌诘慕M合插削刀具，用于兩不同寬度弧凸鍵加工，兩端弧鍵槽與所加工的凸鍵鍵槽寬度保持一直，深度為2.5mm，左、右刀具的切削刀面圓弧分別為R12.75mm、R14.5mm。在通過(guò)調(diào)整加工中心主軸的移動(dòng)行程、速度和刀具徑向移動(dòng)，就能加工出寬度和高度都符合圖樣要求的內(nèi)凸鍵。

圖3

圖4

在銑削加工外圓均布的三條螺旋槽時(shí)，采用內(nèi)凸鍵做周向定位，就能加工出基準(zhǔn)統(tǒng)一的均布的3條螺旋槽，如圖3、圖4所示的定位心軸和墊圈，在心軸上銑削出1.6mm寬的鍵槽，找正心軸后，利用心軸左端面、外圓、凹槽、異性墊和螺母定位零件的六個(gè)自由度，為保證生產(chǎn)效率和找正方便，在定位心軸的φ35mm外圓上與凹槽同一徑向線上銑削出一找正平面，這樣心軸的凹槽裝入對(duì)應(yīng)零件的凸鍵，墊圈和螺母從另一端夾緊，并將夾緊力控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，就自動(dòng)完成了零件的軸向和周向定位。在銑削外圓螺旋槽時(shí)，只需要找正心軸外圓的上的找正面A－A剖視方向右端面，就能保證零件外圓上的最高點(diǎn)就是螺旋槽加工的基準(zhǔn)點(diǎn)。利用數(shù)控分度頭自動(dòng)分度，編制程序后就可以加工三條均布的螺旋槽。

上述工序完成后，后面的內(nèi)圓弧R4mm的銑削，左端外螺紋的車(chē)削尺寸在中徑公差帶上需要減去陽(yáng)極氧化后的鍍膜厚度30μm±5μm，其余工序就很容易滿足零件的尺寸要求。

4.結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)小批量試制和裝配驗(yàn)證，此工藝流程編制和工裝夾具設(shè)計(jì)合理可行，解決了產(chǎn)品加工過(guò)程中的夾持變形和夾持痕跡，加工后的尺寸精度及質(zhì)量滿足圖樣要求和裝配需要，圓滿地解決了國(guó)產(chǎn)化自制件替代進(jìn)口件的開(kāi)發(fā)任務(wù)，節(jié)約了較高的精鑄模具費(fèi)用，減少外協(xié)制作周期10余天。同時(shí)為開(kāi)發(fā)類(lèi)似的產(chǎn)品提供了詳細(xì)的工藝流程和工藝裝備設(shè)計(jì)及驗(yàn)證。當(dāng)然提高生產(chǎn)效率，降低成本，就成了下一步的工作目標(biāo)。