吳曉萍 蘇琳 劉陽

摘 要： 骨架是測量裝置的關(guān)鍵部件，測量裝置骨架分為截面對等式（圖1所示）、截面不等式兩種結(jié)構(gòu)。截面對等式骨架外形呈梭形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為均勻空心結(jié)構(gòu)。測量裝置根據(jù)使用溫度的條件，常選用的材料有不銹鋼和高溫合金兩種，這兩種材料有不同的加工工藝性，零件的加工工藝根據(jù)材料的加工工藝性能及零件的結(jié)構(gòu)特點安排。本文重點介紹了材料為不銹鋼，結(jié)構(gòu)為截面對等式測量裝置骨架的加工工藝方法。

關(guān)鍵詞： 截面對等式；工藝毛坯；坐標(biāo)系；加工工藝

前言：測量裝置骨架分為截面對等式、截面不等式兩種結(jié)構(gòu)。耙體骨架（圖2所示）是測量裝置的主要組成部件，由耙體上部、耙體下部組成。耙體骨架組裝過程為：成形管路與耙體上部裝配，管路與耙體上部高溫釬焊焊接；耙體下部與耙體上部氬弧焊焊接組成耙體骨架。

1 工藝毛坯設(shè)計

零件加工工藝毛坯的設(shè)置，毛坯厚度需考慮加工刀具的圓角，確定刀具的實際下刀深度。長度需考慮各工位零件的裝夾，零件兩端外形需工藝延長，為后續(xù)加工工序讓刀，如圖2所示。零件外形尺寸22mm×102 mm×266 mm，綜合各項考慮，零件工藝毛坯尺寸設(shè)置為：32 mm×110mm×360 mm。

2 坐標(biāo)系設(shè)置

坐標(biāo)系設(shè)置原則：任一工位設(shè)計基準(zhǔn)、工藝程序坐標(biāo)系與加工坐標(biāo)系三者相一致，坐標(biāo)系的一致避免了零件加工過程產(chǎn)生的尺寸偏差。

3 加工工藝

零件結(jié)構(gòu)為正反面形狀對稱結(jié)構(gòu)，將零件主體結(jié)構(gòu)加工分為兩工位。工位一為正面加工，工位二為反面加工。

骨架整體外形加工完成后，結(jié)合工藝附圖，將骨架主體鉬切為耙體上件、耙體下件兩部分（如圖3所示），零件工藝安排耙體上部及耙體下部分別加工各自內(nèi)形。

3.1 整體加工過程

3.1.1 工位一

a） 粗加工

使用等高降層粗銑命令對零件進行加工，加工外形面設(shè)置余量為0.2mm，加工刀具為φ25R6。零件加工下面選擇中心面，余量設(shè)置-6.1mm，設(shè)置余量目的，是保證φ25R6刀具切削深度過刀具R，保證兩工位加工路徑相接。

b） 精加工平面

使用槽腔命令精銑表面。加工邊界設(shè)置時注意軟硬邊界的選擇，軟邊界數(shù)值設(shè)置合理即達到加工刀具均能走出邊界，也避免了刀具碰撞工藝夾頭的目的。

c） 精加工曲面

在數(shù)控編程界面中，有多種命令可以用來精加工骨架曲面，選擇最為合適的命令，實現(xiàn)加工路線簡潔、刀路流暢、加工效率高，是編程命令選擇的關(guān)鍵。使用導(dǎo)引切削命令對零件進行精加工，精加工刀具φ8R4，零件加工下面選擇中心面，余量設(shè)置-4.1mm，設(shè)置余量是保證φ8R4刀具切削深度過刀具R，保證兩工位加工路徑相接。精加工注意選擇加工范圍，加工范圍僅選擇骨架主體面。

3.1.2 工位二

零件反面加工為工位二。工位二加工思路與工藝一相同。工位二加工時注意加工坐標(biāo)點及加工安全平面的設(shè)置。工位二加工時，因為對稱面已加工成形，為避免加工時零件背面已加工面懸空而產(chǎn)生的變形，在背面粘貼墊塊，保證已加工面與機床面貼平，避免加工振刀產(chǎn)生的變形。

3.2 分體加工（耙體骨架上部、下部加工）

耙體骨架內(nèi)形呈空形結(jié)構(gòu)，骨架上部內(nèi)部裝配成形管路，分為粗加工與精加工過程。

3.2.1 工裝

耙體上部與下部加工內(nèi)形時，零件兩側(cè)呈懸空結(jié)構(gòu)，如果單側(cè)壓板裝夾零件將會因為加工振動而產(chǎn)生零件中心不對稱、壁厚不均勻現(xiàn)象。為了避免此種加工缺陷，工藝設(shè)計防震工裝，工裝內(nèi)形與骨架外形相吻合，工裝用AB膠粘貼在骨架上，虎鉗裝夾工裝，解決因為加工振動引起的中心不對稱、壁厚不均勻情況。

3.2.2 內(nèi)形加工

a） 工步一

使用等高降層命令對零件內(nèi)形進行加工，余量設(shè)置為0mm，加工精度設(shè)置為0.02，加工刀具為φ8R0，保證了零件內(nèi)形滿足裝配要求。

b） 工步二

使用等高降層命令對零件內(nèi)形進行加工，注意切削上面選擇工步一的加工下限面，加工精度設(shè)置為0.02，加工刀具為φ8R4，保證了零件內(nèi)形圓弧面滿足裝配要求。加工過程注意刀具范圍的設(shè)置，工藝編程過程設(shè)置加工范圍毛坯，保證φ8R4在骨架尖端加工走出零件范圍界限（如圖8所示），保證工步一與工步二的加工接刀痕跡光滑。

3.2.3 孔加工

耙體上部結(jié)構(gòu)包含兩處安裝G10×1成形管路內(nèi)形。一處為φ8孔掃略內(nèi)形，鉗工鉆孔加工，掃略內(nèi)形拐彎處使用特制球形銼刀修磨而成。另一處內(nèi)形與長圓孔內(nèi)形相接，鉗工鉆φ10孔，長圓孔內(nèi)形鉬切加工，鉗工修配φ10孔與長圓孔相接處面，保證鉆孔、數(shù)銑加工內(nèi)形面及鉬切內(nèi)形面光滑接觸。骨架加工完成后，端部焊接工藝堵片，。

3.2.4 去工藝夾頭

耙體上部、耙體下部加工完成后，鉬切切除工藝夾頭，保證滿足設(shè)計要求骨架長度尺寸。

3.3 耙體成形

3.3.1 成形管組焊

成形管與骨架上部裝配，兩部件高溫釬焊焊接。

3.3.2 骨架成形

耙體上部、耙體下部氬弧焊焊接成耙體骨架。采用氬弧焊，對接處焊縫修磨光滑。

4 結(jié)論

截面對等式耙體骨架加工工藝涉及了多工種的應(yīng)用。數(shù)控銑、鉬絲切割、鉗工、高溫釬焊及氬弧焊。工藝人員進行零件加工工藝設(shè)計時要綜合考慮骨架與安裝座的裝配、成形管路與骨架裝配，結(jié)合零件結(jié)構(gòu)特點使用合理的切削參數(shù)及切削刀具，設(shè)計裝夾工裝避免加工懸空振動等問題。截面對等式耙體骨架在不銹鋼零件的加工中具有代表性，它具有平面與曲面過渡的特點，在粗加工和精加工中應(yīng)用到了等高降層粗銑及導(dǎo)引精銑命令，這兩種命令在曲面零件加工中應(yīng)用廣泛，尤其是加工范圍的設(shè)定，具有推廣價值。

參考文獻

[1]北京兆迪科技有限公司 CATIA V5R21 曲面設(shè)計教程 機械工業(yè)出版社 2013.4.