■新興重工湖北三六一一機(jī)械有限公司 （襄陽 441002） 占 鑫 饒 琢

管口復(fù)合圓弧外形加工工藝

■新興重工湖北三六一一機(jī)械有限公司 （襄陽 441002） 占 鑫 饒 琢

摘要：大型零件偏心管口外形的加工一直是個難題，傳統(tǒng)的車削加工需要有大型車床，對夾具的設(shè)計制作要求也很高，對此，采用加工中心，經(jīng)過工藝優(yōu)化，設(shè)計了簡單易用的自定心夾具及專用刀具，不僅消除了零件變形的影響，降低了廢品率，加工效率也非常高，滿足了生產(chǎn)要求。

1. 管口結(jié)構(gòu)

在汽車發(fā)動機(jī)總成中，進(jìn)、出水管及進(jìn)、出氣管一般都有類似圖1所示的管口結(jié)構(gòu)，該管口用于聯(lián)接軟管，由于要保證配合密封性，對管口外形及表面粗糙度都有一定的要求。

2. 加工方式的選擇

目前該管口外形一般都是采用數(shù)控車床加工，但其一般只適用于小型零件。我公司加工的一款出水管（見圖2）總長近1m，管口到最遠(yuǎn)端距離達(dá)950mm，如果采用車削加工，則必須使用回轉(zhuǎn)直徑＞950mm×2=1 900mm的車床，而我公司最大的車床回轉(zhuǎn)直徑只有1 200mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求。而且即便有更大的車床，如此極端偏心的結(jié)構(gòu)，對夾具的設(shè)計以及加工中零件高速偏心旋轉(zhuǎn)的安全問題都是極大的考驗。經(jīng)過工藝分析，我們決定采用加工中心，設(shè)計夾具及專用刀具來進(jìn)行加工。

3. 夾具的設(shè)計及改進(jìn)

圖1　管口結(jié)構(gòu)

圖2　出水管

圖3　初始夾具結(jié)構(gòu)圖

最初的夾具我們采用傳統(tǒng)的一面兩銷定位方式（見圖3），加工時找正管口的理論軸心位置后，按數(shù)控程序來加工管口外形。但是加工過程中出現(xiàn)了問題，由于該出水管結(jié)構(gòu)細(xì)長，鑄件在經(jīng)過鑄造工序各環(huán)節(jié)處理后產(chǎn)生了變形，即使采用校形處理

后仍然不能完全消除變形，這樣每個零件加工出來的基準(zhǔn)面對零件外形就會不一致，這就造成了以基準(zhǔn)面定位來加工的管口實際位置偏離其理論位置，導(dǎo)致加工時出現(xiàn)壁厚不均勻的現(xiàn)象，不僅影響外觀，也會影響管口強(qiáng)度，以致加工廢品率居高不下。為此，我們不得不在每個零件加工前都采用手工對刀找正管口實際軸心的方法，來避免加工偏的問題，效率非常低下。

為了徹底解決這個問題，我們改進(jìn)了定位方式，重新設(shè)計了夾具（見圖4）。利用管口下端半圓外形來定管口軸心，采用零件側(cè)邊加工面來定管口軸向距離，同時增加防轉(zhuǎn)側(cè)限位來保證零件裝夾狀態(tài)的一致性。由于不采用基準(zhǔn)面來定位，而是采用了和管口同軸的外形來定軸心，零件的變形也就無法對管口的加工造成影響，這樣只用找正一次管口軸心，就可以放心地加工了，而且加工后的管口外形壁厚非常均勻、美觀，加工效率也有了極大的提高。

4. 專用刀具的設(shè)計

為了方便加工出管口圓弧外形，我們設(shè)計并制作了專用的刀具（見圖5），該刀具由刀柄、刀體和成形刀片組成，刀柄和刀體為一體式，刀體上開有刀片安裝槽，刀片采用標(biāo)準(zhǔn)刀片改制，利用線切割在刀片上割出與管口外形相匹配的形狀，然后經(jīng)過開刃處理，完成刀片的制作，最后通過銅焊將刀片焊接在刀體的安裝槽上。加工時，主軸帶動刀具高速自轉(zhuǎn)，并向管口靠近，達(dá)到切削深度后刀具繞管口一周，管口外形就加工出來了，效率非常高。

圖4　優(yōu)化后夾具結(jié)構(gòu)圖

圖5　專用成形刀結(jié)構(gòu)圖

5. 結(jié)語

目前該零件已開始批量生產(chǎn)，該加工工藝經(jīng)過改進(jìn)完全達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)，管口外形尺寸及表面質(zhì)量均能達(dá)到要求。同時，此工藝操作方便、效率高，廢品率極低，滿足了加工要求。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 徐鴻本. 機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M].遼寧：科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

[4] 占鑫. 一種加工管口外形復(fù)合成形銑刀：中國，ZL 2013 2 0600533.4[P]. 2014-03-12.

專家點(diǎn)評

典型的加工技巧類文章，通過改進(jìn)夾具的工藝基準(zhǔn)和定位方式（采用和管口同軸的外形來定位軸心），消除零件變形對管口倒角造成的影響，提高加工效率。在不規(guī)則零件表面加工中，一些看似復(fù)雜的問題并不可怕，只要我們抓住重點(diǎn)，找到突破口，就可以輕松解決。

收稿日期：（20141225）