王正東

（廣東省工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東 佛山528237）

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氣動垂直沖擊碰撞試驗(yàn)臺工作臺面的加工工藝實(shí)踐

王正東

（廣東省工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東 佛山528237）

摘要：通過對工廠加工的氣動垂直沖擊碰撞試驗(yàn)臺工作臺面的加工工藝分析，在原有工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行對工件裝夾位置的改進(jìn)及重要孔加工的工藝改進(jìn)，使工件在加工效率基本不變的情況下，大幅提高了工件的精度。

關(guān)鍵詞:碰撞試驗(yàn)臺工作臺面；加工工藝；精度；工件裝夾

如圖1所示為氣動垂直沖擊碰撞試驗(yàn)臺，該試驗(yàn)臺的工作臺面安裝在一組導(dǎo)柱中，在沖擊試驗(yàn)中，工作臺面沿導(dǎo)柱做上下運(yùn)動，而被測物體放置于工作臺面上。這就要求工作臺能準(zhǔn)確、自由上下移動，工作臺面與導(dǎo)柱的配合有嚴(yán)格的要求，且有良好的潤滑。氣動垂直沖擊碰撞試驗(yàn)工作臺面（如圖2所示）使用質(zhì)量輕便，強(qiáng)度高，韌性好，硬度足夠的材料來制成，通常采用鋁合金6061材料制造，這種材料具有低密度高強(qiáng)度耐擠壓及良好的焊接性，是一種可熱處理強(qiáng)化的鋁合金材料。而這種材料因其自身的一些特點(diǎn)，在加工中需要制定合理的加工工藝，包括工件裝夾、加工順序安排，刀具選擇等。本文根據(jù)鋁合金6061材料的加工特點(diǎn)，通過對氣動垂直沖擊碰撞試驗(yàn)臺工作臺面的加工工藝分析，選擇適合切削該材料的刀具、改進(jìn)工件的裝夾位置和重要孔加工的工藝，使工件在加工效率基本不變的情況下，大幅提高了工件的精度。

圖1　氣動垂直沖擊碰撞試驗(yàn)臺

1　氣動垂直沖擊碰撞試驗(yàn)臺工作臺面尺寸形位公差分析

1.1零件分析

如圖2所示的零件圖為要加工的試驗(yàn)臺工作臺面，該零件材質(zhì)為鋁合金6061，因材料的特殊性，在加工中要選擇適合材料的刀具和冷卻條件；該零件需要加工的部分有上下表面、孔系加工，斜面加工，還有需要90°工裝后進(jìn)行孔加工。

圖2　試驗(yàn)臺工作臺面

1.2尺寸形位公差分析

從零件圖圖3中不難看出，該零件需要保證上下工作平面的平行度，下表面不僅是上表面測量平行度的基準(zhǔn)，而且是左右導(dǎo)柱孔測量垂直度的基準(zhǔn)，左右兩個孔中心有嚴(yán)格的尺寸要求。故在安排工藝時要保證其尺寸精度和形位公差精度；直徑為Φ52的孔不僅有比較高的垂直度要求，還有很高的同軸度要求，在裝配中該孔需要與上、下導(dǎo)座進(jìn)行配合，在加工中需要特別考慮其工藝；直徑為Φ41的孔是與導(dǎo)柱配合，盡管根據(jù)導(dǎo)柱配做，但必須保證其與上下表面的垂直度，才能使上下導(dǎo)座安裝之后能夠?qū)?dǎo)柱順利裝入其中，并且能夠保證其正常地上下運(yùn)動。

圖3　試驗(yàn)臺工作臺面零件圖

2　氣動垂直沖擊碰撞試驗(yàn)臺工作臺面加工工藝分析

該零件在工廠的加工中，通常為了保證平面沒有接刀痕跡，保證后續(xù)磨削，在銑削上下平面時，使用壓板裝夾四角而把四角加工單另作為一道工序放在不使用四角裝夾后再加工。在普通機(jī)床中這種工藝考慮是比較合理的。但在數(shù)控銑床加工中，只要壓板更換合理，一個平面兩次加工不同位置后，接刀問題對后續(xù)磨削的影響非常小。這樣在銑削輪廓的同時將四角一起銑削，可以節(jié)省一個工序的時間，提高加工效率。同時在后續(xù)磨削中有足夠余量能夠保證兩面磨削的平面度和平行度，完全能夠滿足所需要的精度要求；在加工導(dǎo)柱孔及其上、下導(dǎo)座孔時，通常為了保證孔的尺寸、位置精度，先精加工完孔后再加工外輪廓，但鋁合金在加工中變形較大，精加工完孔后再加工外輪廓時，孔的尺寸、位置精度有些變化，不能很好地保證孔的尺寸、位置精度。所以，該工件的加工工藝需要分析改進(jìn)。

2.1刀具選擇

鋁合金材料硬度較低，粘性大，易產(chǎn)生積削瘤，切削容易，但塑性變形大，特別是型材。所以鋁合金工件的銑削加工不同于傳統(tǒng)的碳鋼加工，需要采用高速強(qiáng)力切削提高效率以減少塑性變形[1]，高速切削刀具材料要求耐磨性和抗沖擊能力都要好。對于常用的高速鋼刀具而言，因高速鋼易磨損，易發(fā)熱，而且耐磨性、熱硬性相對較差，所以不適合高速加工。而硬質(zhì)合金、陶瓷和聚晶金剛石三種刀具硬度均比較高，但陶瓷刀具不能用于粗加工和大切削量的加工，聚晶金剛石刀具因比較昂貴較少使用，而硬質(zhì)合金刀具中具有TiC涂層也不能適用于鋁合金的加工中，因?yàn)樵撏繉硬牧吓c鋁合金材料有親和性，會加速刀具磨損及材料粘連。故通常采用整體硬質(zhì)合金刀具，一般采用細(xì)晶粒的純鎢鈷硬質(zhì)合金刀具，并且刃口鋒利以便降低摩擦系數(shù)，降低積削瘤的的產(chǎn)生。對于大平面加工采用鑲片式飛刀進(jìn)行；在磨削中，因鋁合金較軟而且粘性較大，故采用大氣孔陶瓷砂輪進(jìn)行磨削。同時，在加工中需要良好的冷卻條件保證工件盡可能變形小，保證其尺寸及形位公差精度。

2.2加工工藝路線要點(diǎn)分析

（1）根據(jù)實(shí)際提供材料，毛坯材料為6061鋁合金，尺寸為480 mm×400 mm×120 mm，該材料加工中變形比較大，為防止去除材料后零件變形，粗加工時，需要給后續(xù)加工預(yù)留較大余量，本次上下表面預(yù)留2 mm，而輪廓單邊預(yù)留2 mm；

（2）在加工外輪廓時，因加工高度較高，考慮銑刀長度限制和工件變形而采用兩面加工；

（3）由于上下表面即有平行度要求，表面粗糙度要求很高，又是后續(xù)孔加工的基準(zhǔn)，為保證孔的垂直度要求，故此兩平面需要磨削；

（4）兩邊直徑為Φ41的孔中心距精度要求很高，需要在精加工外輪廓之后進(jìn)行鏜孔，而且該孔是后續(xù)孔的基準(zhǔn)，故需要精鏜孔；直徑為Φ52的孔由于是后續(xù)裝配中的基準(zhǔn)孔，所以也需要精鏜；

（5）加工零件中直徑為Φ5的通油孔時，因鉆頭長度和剛度的限制，需要兩面鉆孔對接；

（6）為了減小去除材料后內(nèi)應(yīng)力造成的零件變形，先安排粗加工外輪廓，然后鉆孔、再精加工外輪廓，最后進(jìn)行鏜孔，從而有效的保證了孔的垂直度、同軸度和尺寸精度。

2.3工件裝夾

該零件需要多次裝夾加工，但要盡量減少裝夾次數(shù)，為了保證尺寸精度的一致性，一次裝夾中應(yīng)加工盡可能多的部位，而且同一部位的尺寸盡可能一次性加工完畢，否則會出現(xiàn)接刀痕或者尺寸精度不能保證的情況。該零件加工時，兩個互相平行的大面的加工及本次裝夾中相關(guān)部位的加工中，兩平面平行度要求較高，需要一次性將表面加工出來，所以，使用壓板裝夾時，裝夾的位置必須選擇合適。該工件在銑上下兩個平面時，先找四個安裝位用壓板進(jìn)行裝夾，銑完后，先換一組壓板到加工過的面上，夾緊后，再松開另外一組壓板放到已加工的表面上后裝夾，然后用百分表重新校正工件，并用尋邊器重新校正原點(diǎn)，若有變化需調(diào)整正確后再夾緊。這樣轉(zhuǎn)換裝夾位置重新校正工件后夾緊對平面前后兩次加工的面來說基本上沒有誤差，而且節(jié)省了一次裝夾工件時間。其余部分的加工只需要90°工裝即可達(dá)到目的。

2.4加工工藝路線安排

根據(jù)上述分析，結(jié)合實(shí)際加工條件及零件其他尺寸要求安排最終加工工藝規(guī)程如表1所示。

表1　試驗(yàn)臺工作臺面零件加工工藝規(guī)程

經(jīng)過表中工藝的安排，零件在加工上下表面時的裝夾位置由原來的四角壓板裝夾改換為對邊四個位置裝夾加工，再換裝夾位置后加工平面，在工件的精度沒有降低的前提下，提高了加工效率；在鏜孔工藝安排中，對Φ41、Φ52兩個重要的孔由原來的外輪廓精加工前進(jìn)行鏜削安排在外輪廓精加工完后進(jìn)行精鏜孔，大大減小了孔的變形，提高了孔的尺寸、位置精度。加工后的零件如圖4所示。

圖4　試驗(yàn)臺工作臺面零件

3　結(jié)束語

本文主要針對工廠加工氣動垂直沖擊碰撞試驗(yàn)臺工作臺面的工藝過程進(jìn)行分析。對工件裝夾及加工工藝過程進(jìn)行分析討論后，根據(jù)現(xiàn)有條件在原有的裝夾方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，對工藝過程進(jìn)行調(diào)整，這樣大大提高了工件的尺寸精度和位置精度。

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中圖分類號:TH162

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-545X（2016）04-0129-03

收稿日期：2016-01-19

作者簡介:王正東（1979-），男，寧夏西吉人，本科，講師，數(shù)控車工高級技師，數(shù)控銑工技師，高級鉗工，主要從事機(jī)械專業(yè)教學(xué)與研究工作。

Process Practice of The Pneumatic Vertical Impact Table

WANG Zheng-dong
（Guangdong Industry and Trade Vocational School，F(xiàn)oshan，528237，China）

Abstract:The paper changes the clamping place on the workpiece and improves the machining process of important holes based on the original machining process，through analyzing the process of the pneumatic vertical impact table.The change makes the workpiece’s accuracy improved greatly but its working efficiency not changed.

Key words:impact platform；machining process；accuracy；workpiece clamping