單國紅

（齊齊哈爾永泰機(jī)械制造有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

0 引言

盤類零件是各種機(jī)械中常見的加工零件，廣泛應(yīng)用于具有支撐和導(dǎo)向作用的場合。不同的盤類零件雖然在尺寸和精度要求方面有所差異，但是有很多的相似之處。本文對某一盤類零件的加工工藝路線進(jìn)行分析，對其他盤類零件的加工有很大的參考價(jià)值。

1 盤類零件加工工藝制定

1.1 加工零件

圖1 所示為一典型的薄壁盤類零件，其材料為LY12，具有非常好的切削性。該零件的外形尺寸相對于軸向尺寸較大；周邊的筋厚度較薄，型腔深度也較小。整個(gè)零件的剛度較差，因此在該零件的加工時(shí)，如果制定的加工工藝方案或者加工參數(shù)設(shè)置不當(dāng)都會引起變形。

1.2 加工工藝

根據(jù)圖1 所示零件的特性，選取棒料為該零件的毛坯，采用的基本工藝流程為：毛坯（棒料）→粗加工（粗車、銑削）→時(shí)效處理→精加工（精車和精銑）。

粗加工包括粗車和粗銑。在外圓和端面預(yù)留出1 mm的精加工余量，并進(jìn)行中心孔的預(yù)鉆。在型腔的側(cè)面和底面也分別預(yù)留1 mm 的精加工余量，并且進(jìn)行工藝孔的預(yù)鉆。粗加工完成之后要進(jìn)行時(shí)效處理，以去除由于粗加工產(chǎn)生的應(yīng)力。時(shí)效處理之后進(jìn)行精加工。將零件裝夾到車床上，對其端面和外圓進(jìn)行精車，并加工直徑為6 mm 的工藝孔（此步應(yīng)該在一次裝夾中完成）。精車完成之后，對零件進(jìn)行精銑以達(dá)到零件的設(shè)計(jì)要求。

圖1 零件結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)各個(gè)加工工序的目的和加工的要求，需合理選用機(jī)床以實(shí)現(xiàn)零件經(jīng)濟(jì)性加工的要求。型腔的粗加工時(shí)采用銑削的方式去除大量的材料（沒有精度要求）為后面的工序做好準(zhǔn)備，因此，在進(jìn)行型腔加工時(shí)可以選用成本較低的數(shù)控銑床進(jìn)行加工。采用數(shù)控銑床根據(jù)零件圖加工出內(nèi)形的基本輪廓，圓弧的倒角半徑為6 mm，所留的工序余量均為1mm。并且在本工序加工直徑為12mm 孔的定位孔。

對于精加工，由于零件精度要求高和零件本身剛度小的特點(diǎn)，選用高速切削技術(shù)進(jìn)行加工。高速切削技術(shù)具有切削力小的特點(diǎn)，極大減小了零件的加工變形。高速切削過程中切屑在很短的時(shí)間內(nèi)被切除，大部分的切削熱都被切屑帶走，因此零件的熱變形小，有利于零件的精度保持。高速切削具有非常高的加工表面質(zhì)量，適合于盤類零件的加工。因此在該零件的型腔精加工時(shí)采用高速切削機(jī)床。

進(jìn)行型腔精加工時(shí)以零件的中心孔和直徑12 mm 的孔為定位孔,所以在銑削型腔之前需要將其加工完成。中心孔由于作為定位基準(zhǔn)因此加工精度比較高，因此選用鏜削的方式進(jìn)行加工至H8 等級。直徑12 mm 的孔采用數(shù)控銑床鉆、鉸至H8 等級。

定位基準(zhǔn)加工完畢之后，為了減少在加工時(shí)的多次裝夾問題采用一面兩銷的方式進(jìn)行定位。采用一個(gè)圓柱銷和一個(gè)扁形銷作為定位的元件。由于該零件屬于薄壁類零件，因此在裝夾時(shí)容易出現(xiàn)變形的情況。在裝夾零件時(shí)，應(yīng)該將壓板壓在零件剛性最強(qiáng)的地方，壓板與零件的接觸面積盡可能大。夾緊力的大小應(yīng)該適當(dāng)，不能使工件發(fā)生形變。

2 盤類零件加工工藝分析

1）毛坯選擇。盤類零件常采用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅制成?？讖叫〉谋P一般選擇熱軋或冷拔棒料，根據(jù)不同材料亦可選擇實(shí)心鑄件，孔徑較大時(shí)可作預(yù)孔。若生產(chǎn)批量較大，可選擇冷擠壓等先進(jìn)毛坯制造工藝，既提高生產(chǎn)率又節(jié)約材料。

2）基準(zhǔn)選擇。根據(jù)盤類零件的具體結(jié)構(gòu)選取合理的基準(zhǔn)滿足基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盤類零件的基準(zhǔn)通常是端面、內(nèi)孔和外圓。以端面為基準(zhǔn)的盤類零件在加工時(shí)主要是以平面為基準(zhǔn)；以內(nèi)孔為基準(zhǔn)的盤類零件加工，常常需要端面進(jìn)行輔助配合；以外圓為基準(zhǔn)的加工方式與以內(nèi)孔為基準(zhǔn)的方式基本相同。

3）加工順序。盤類零件通常由端面、孔和外圓面組成（有些還包括階梯孔），通常徑向尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于軸向尺寸。對于盤類零件除了尺寸和表面粗糙度要求之外，通常還包括外圓對于孔的徑向圓跳動、端面對孔的圓跳動和垂直度等要求。在進(jìn)行盤類零件加工工藝制定時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)考慮徑向圓跳動和端面圓跳動。在進(jìn)行精加工時(shí)，應(yīng)將外圓、孔和端面一次裝夾之后全部加工完畢，避免進(jìn)行二次裝夾。對于不能通過一次裝夾實(shí)現(xiàn)加工的部分優(yōu)先加工孔，然后通過孔采用（彈簧）心軸加工外圓或者端面。

4）裝夾方式。小型的盤類零件可以采用三爪卡盤進(jìn)行工件的裝夾，中大型盤類零件采用四爪卡盤或花盤裝夾工件。對于有形位精度要求的通常是采用心軸或者花盤進(jìn)行裝夾之后再進(jìn)行加工。對于盤類零件采用已加工的孔作為定位基準(zhǔn)時(shí)，為了保證外圓軸線與孔軸線的同軸度要求，應(yīng)用心軸進(jìn)行裝夾零件。心軸有很多種，采用圓柱孔進(jìn)行定位時(shí)常常使用圓柱心軸或者小錐度的心軸；而那些錐孔、螺紋孔等特殊孔則采用對應(yīng)的錐體、螺紋心軸。圓柱心軸是以外圓柱面定心、在端面進(jìn)行壓緊的方式來裝夾零件的。心軸與零件孔之間一般是間隙配合。為了提高心軸的定位精度有時(shí)將心軸做成具有很小錐度的椎體。

花盤是另一種應(yīng)用到盤類零件裝夾的夾具之一，是大型盤套類零件的常用夾具?；ūP安裝在車床主軸的大圓盤，對于形狀不規(guī)則的工件無法采用常規(guī)的卡盤裝夾時(shí)采用花盤裝夾，采用花盤裝夾工件時(shí)應(yīng)保持平衡，以減少加工時(shí)離心力產(chǎn)生的振動對主軸軸承的磨損。

5）表面加工。對于盤類零件回轉(zhuǎn)面的粗加工采用車削的方式實(shí)現(xiàn)，對于精加工綜合考慮材料、加工要求以及產(chǎn)量來選擇加工方式如精車、精磨等。對于盤類零件的非回轉(zhuǎn)表面，根據(jù)表面的特征選取相應(yīng)的加工方式進(jìn)行加工即可。

6）工藝路線。盤類零件與軸類零件相比，最大的不同在于加工時(shí)安裝方式不同，有時(shí)零件表面的特征也導(dǎo)致加工方法與軸類零件完全不同。對于常見的盤類零件可以采用如下的加工工藝：準(zhǔn)備毛坯→毛坯去除應(yīng)力處理→粗車表面→回轉(zhuǎn)平面的半精加工和精加工→非回轉(zhuǎn)平面加工→去毛刺處理→熱處理（淬火、回火等）→精加工表面→檢驗(yàn)。

3 結(jié)語

在機(jī)械加工中，對軸類零件的加工應(yīng)用非常廣泛，要加工出一件合格的工件，具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、熟練的操作能力和豐富的工作經(jīng)驗(yàn)是不可缺少的，除此之外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使用新舊結(jié)合的加工方法也是有必要的。本文通過對盤類零件的加工，簡要地介紹了盤類零件在加工過程中應(yīng)用的各種加工方法以及合理的工藝安排。

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