九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 (江西 332007) 張鵬飛 李正生 陳麗君 石玉寶

機(jī)械制造業(yè)作為一個(gè)傳統(tǒng)的領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了很多年，積累了不少理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，其發(fā)展趨勢(shì)可以概括為:機(jī)械制造自動(dòng)化、精密工程、傳統(tǒng)加工方法的改進(jìn)與非傳統(tǒng)加工方法的發(fā)展。產(chǎn)品零件的加工工藝方法是多元化的，工藝的優(yōu)劣直接影響著零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)成本及生產(chǎn)效率，因此零件的加工工藝優(yōu)化尤其重要。

某企業(yè)委托我單位生產(chǎn)一批電起爆器接頭產(chǎn)品(見(jiàn)圖1)，該零件較為特殊，用傳統(tǒng)裝夾方法工作效率低，加工質(zhì)量難以保證，制造成本高。該零件的主視圖下半部的φ45 mm 外圓需在車(chē)床上加工，上半部分需在銑床上加工。φ45 mm 外圓車(chē)削加工不準(zhǔn)確，銑削時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較深的接刀痕，要防止接刀痕的產(chǎn)生，必然對(duì)車(chē)削加工的精度要求會(huì)有所提高?，F(xiàn)通過(guò)對(duì)該零件的加工工藝進(jìn)行分析與優(yōu)化，以解決其工藝問(wèn)題。

圖1 工件

1.工藝問(wèn)題分析及工藝措施

(1)車(chē)削加工基準(zhǔn)的統(tǒng)一問(wèn)題。此類(lèi)零件在車(chē)削加工時(shí)，其傳統(tǒng)裝夾方法多采用四爪裝夾，但這種裝夾方法加工時(shí)較難達(dá)到零件的精度要求，基準(zhǔn)較難統(tǒng)一，零件的形位精度一致性較差?，F(xiàn)通過(guò)設(shè)計(jì)一簡(jiǎn)易的車(chē)床夾具(見(jiàn)圖2)，統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，保證垂直軸的位置精度，可解決車(chē)削加工精度的一致性問(wèn)題。

圖2 車(chē)削加工基準(zhǔn)統(tǒng)一

(2)車(chē)削加工時(shí)零件變形問(wèn)題。該零件在車(chē)削加工過(guò)程中，其夾緊力較大，零件φ45 mm 外圓容易產(chǎn)生較大變形，其變形量在0.2～0.4 mm，這將直接影響到后續(xù)銑削加工夾具的設(shè)計(jì)，無(wú)法確定定位基準(zhǔn)，嚴(yán)重影響了零件的外觀質(zhì)量。在車(chē)床夾具里增加兩個(gè)凹形墊塊(見(jiàn)圖3)，將其夾緊力分散到零件的兩側(cè)，可減少零件的變形，通過(guò)切削試驗(yàn)，其變形量縮小至0.03 mm 以?xún)?nèi)。

圖3 車(chē)削加工分散夾緊力

(3)圓弧銑削時(shí)的接刀問(wèn)題。該零件在圓弧銑削時(shí)，容易產(chǎn)生較深的接刀痕，其原因在于:①車(chē)削加工產(chǎn)生變形造成基準(zhǔn)不準(zhǔn)確。②以零件φ45 mm外圓定位，其接觸面太小，定位精度較差。③零件較薄，裝夾剛性較差，而加工余量較大，粗銑時(shí)會(huì)使零件移動(dòng)。第一個(gè)因素在車(chē)削加工夾具設(shè)計(jì)中已得以解決，其余兩個(gè)因素可以在零件上增加聯(lián)接套(見(jiàn)圖4)，同時(shí)在銑削加工夾具上增加定位銷(xiāo)(見(jiàn)圖5)，該定位銷(xiāo)除了起到定位作用，還可以承載圓弧銑削時(shí)的旋轉(zhuǎn)切削力，提高了零件的定位精度與裝夾剛性。

圖4 聯(lián)接套

圖5 圓弧銑削定位裝置

(4)鉆孔加工時(shí)的裝夾與定位問(wèn)題。該零件在加工主視圖2 個(gè)φ2 mm 的孔時(shí)，用傳統(tǒng)的裝夾方法，較難定位，裝卸麻煩，效率低。通過(guò)設(shè)計(jì)一簡(jiǎn)易的鉆孔夾具(見(jiàn)圖6)，可解決這一問(wèn)題。其設(shè)計(jì)特色在于:①以φ45 mm 外圓、R17.5 mm 圓弧及27 mm的扁方定位，提高了定位精度。②將夾具固定在鉆銑床工作臺(tái)上，每次裝卸時(shí)，只需將工件插入夾具中用手輕輕按住端面，鉆第二個(gè)孔時(shí)，將工件調(diào)頭插入即可，裝卸方便，大大提高了生產(chǎn)效率。

圖6 鉆孔夾具

2.工藝方案擬定

(1)下料:下φ70 mm×80 mm 鋁圓棒。

(2)銑:粗銑外形成47 mm ×51 mm ×77 mm，粗銑14 mm×30 mm 臺(tái)階。

(3)數(shù)控車(chē):車(chē)左視圖水平螺紋軸(見(jiàn)圖7)，車(chē)左視圖垂直軸底部φ45 mm 外圓及螺紋孔 (見(jiàn)圖8)。

圖7

圖8

(4)數(shù)控銑:銑頂部φ30 mm 外圓、M20 ×1.5螺紋孔、圓弧及30°倒角(見(jiàn)圖9);銑27 mm 扁方、A 向視圖缺口及2 個(gè)φ2 mm 孔(見(jiàn)圖10)。

圖9

(5)鉆主視圖2 個(gè)φ2 mm 孔(見(jiàn)圖6)。

圖10

3.工藝優(yōu)化

為解決該零件加工過(guò)程中的工藝問(wèn)題，設(shè)計(jì)與其相對(duì)應(yīng)的專(zhuān)用夾具，在確保零件加工質(zhì)量的前提下，為了提高生產(chǎn)效率，根據(jù)我廠設(shè)備資源，將工序細(xì)化分解，采用并行工作方式，形成生產(chǎn)流水線(xiàn)(見(jiàn)圖11)，縮短工作周期，并對(duì)生產(chǎn)設(shè)備集中管理，減少中間環(huán)節(jié)。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次工藝優(yōu)化，解決了電起爆器接頭產(chǎn)品零件在加工過(guò)程中的一些工藝問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出一些簡(jiǎn)單而實(shí)用的專(zhuān)用夾具，通過(guò)切削試驗(yàn)，保證了零件的加工質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)可應(yīng)用于同類(lèi)零件的加工，為同類(lèi)零件加工提供了有益的借鑒。

圖11 零件生產(chǎn)過(guò)程