姜海燕　梁少杰

【摘 要】本文分析和設(shè)計了不銹鋼材料薄板零件的加工工藝，主要研究了兩套夾具在特種機床加工過程中產(chǎn)生的成本和生產(chǎn)周期差異。通過夾具設(shè)計可以解決薄板加工易變形的問題，有利于制定更加合理的加工工藝。本研究解決了同種材料，不需表面加工，厚度不一形狀類似的墊片類零件的機械加工生產(chǎn)的問題，為類似零件的加工積累了寶貴經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】薄板加工;特種加工;工藝設(shè)計;夾具設(shè)計

中圖分類號： TH161.1文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）17-0050-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.024

0 引言

薄板類零件具有重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊軸向尺寸較小，徑向尺寸偏大，裝夾基面小，強度低加工中容易變形，零件加工質(zhì)量不易保證，所以薄板零件加工工藝的設(shè)計和夾具的設(shè)計是解決這類零件加工的關(guān)鍵問題[1]。圖1不同厚度要求墊片組零件是我院承接的煉鋼設(shè)備備件零件。表1中批量生產(chǎn)零件材料為OCr19Ni9，屬于典型不銹鋼材料零件。本文以該零件為例，研究薄板零件加工工藝及夾具設(shè)計。

1 零件結(jié)構(gòu)及工藝分析

根據(jù)給出墊片組圖紙見圖1所示。目前要加工墊片組厚度從0.1～1.0mm五種不等，數(shù)量共計800件。厚度不同但形狀相同，墊片外徑為φ360mm，定位孔中心圓直徑為φ260mm，內(nèi)徑φ200mm，2個直徑為φ14mm的定位孔，2個寬14mm一側(cè)帶半徑為7mm圓弧的槽，表面不去除材料，粗糙度值為12.5，上下表面不需加工。該零件外形結(jié)構(gòu)較為簡單，尺寸公差要求不高屬于自由公差，但直徑較大厚度不一屬于典型薄板零件，零件材料屬于易切削鋼，其加工難度加工φ200的內(nèi)孔時，外孔φ360孔徑較大，容易出現(xiàn)變形現(xiàn)象。

2 加工方案對比

方案一冷沖壓加工方案分析，根據(jù)圖形采用模具沖壓成型加工方式，用于加工數(shù)量較大的零件。按800件生產(chǎn)數(shù)量來進行成本核算，在生產(chǎn)成本評估上，生產(chǎn)一套模具價格昂貴，每張墊片的加工費用較高，制作模具周期較長估算時間為2周，再加生產(chǎn)零件時間2天，按每天8小時工時計，周期為10天乘8小時為80小時，增加生產(chǎn)成本降低了生產(chǎn)效益，故這種加工方案不可取。

方案二加工方法是使用專用夾具通過特種加工方式數(shù)控線切割機床加工完成。該種加工方式需設(shè)計專業(yè)夾具，從夾具材料和加工工藝上考慮，生產(chǎn)成本比之上述沖壓成型加工方法要降低很多，從而增加了生產(chǎn)效益。生產(chǎn)周期也比較短按每天8小時，歷時40小時就可完成，符合企業(yè)單位的需求。所以，這里比對兩種加工方法選擇第二種特種加工方式比較合理。

3 加工工藝制定

3.1 確定線切割加工方案

經(jīng)上零件圖紙分析，設(shè)計加工方案為：

（1）利用線切割加工Φ200mm的內(nèi)圓孔，加工寬為14mm的兩個槽。

（2）利用鉆床加工2個Φ14mm定位孔，孔中心定位圓為Φ260mm。

（3）利用線切割加工Φ360mm外圓。

（4）粗糙度值為RA12.5。

3.2 零件加工夾具設(shè)計

裝夾時應減少裝夾次數(shù)，盡量做到在一次裝夾中能把零件圖上所要求的要加工表面加工出來，保證加工質(zhì)量，提高加工效率[2]。由于墊片組加工部位分外圓部分和內(nèi)圓部分，故加工內(nèi)、外圓部分需做一套專用夾具用于夾緊墊片外部，加工內(nèi)圓部分需制作一套專用夾具。

（1）加工內(nèi)輪廓部分夾具設(shè)計如圖2所示，外形是直徑為360mm，厚10mm鋼板.為便于裝夾在線切割機床，在其外焊接四個尺寸相同間隔90°的位置，外圍為焊接連個的定位耳其中心有直徑為20mm定位孔。鋼板中心部分與圖2相同，一個直徑為200mm的孔和兩個寬為14mm鍵槽，需用線切割加工出來。先在鉆床上加工兩個直徑為14mm定位孔，并且加工相同的兩塊板，用螺栓夾緊墊片方料。其作用為切除內(nèi)部圓及鍵槽的多余材料，此種裝夾方式較安全可靠，能夠確定一個平面定位準確。

（2）在加工外輪廓部分夾具設(shè)計從節(jié)省材料方面考慮，將上板的的基本形狀保留，為方便定位將上板的中心部分焊接一塊圓鋼板，且中心鉆削一個直徑為20m定位孔如圖3所示上板形狀。下板要重新設(shè)計，為方便加工外輪廓不產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故下板制作上用一塊新鋼板，為防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向移動，必須在卡盤內(nèi)裝一限位支撐，鋼板內(nèi)部設(shè)計兩個直徑為20mm定位孔用于固定在線切割上，下板夾具形狀如圖4所示。此種裝夾方式較安全可靠，能夠承受較大的軸向切削力，軸向定位準確，裝夾時還需注意保證最小的夾緊變形[3]。

3.3 加工過程刀具及切削用量選擇

（1）在鉆床上選擇刀具直徑為14mm的麻花鉆鉆削四個孔，主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，切削速度20mm/min。其中兩個為定位孔，另兩個為線切割鉬絲下刀位。

（2）在加工墊片內(nèi)輪廓之前，利用專用切割機將鋼板切割成邊長為380mm正方形，將其固定在線切割機上，安裝鉬絲編寫程序即可加工，其切削速度為0.1mm/r。

（3）加工外輪廓只需將夾具裝好，在線切割編寫整圓加工程序，刀具選擇鉬絲，切削速度0.1mm/r。這個注意裝夾時，重復定位要準確。

經(jīng)以上加工工序的設(shè)計，在工藝上設(shè)計兩套專用夾具完成產(chǎn)品加工核心內(nèi)容，經(jīng)量具檢驗尺寸及變形情況，加工出的墊片組如圖5所示，符合生產(chǎn)技術(shù)要求。

4 結(jié)束語

本文通過合理設(shè)計工藝與工裝夾具，薄板加工后經(jīng)檢驗完全符合零件圖紙要求，通過兩套加工內(nèi)外輪廓夾具的設(shè)計，加工方法上比較簡單，加工工序不復雜，加工周期不長，生產(chǎn)成本較低，解決了同種材料，不需表面加工，厚度不一形狀類似的墊片類零件的機械加工生產(chǎn)的問題。并且為類似零件的加工，制定更加合理的加工工藝積累了寶貴經(jīng)驗。

【參考文獻】

[1]方毅.薄板密封蓋零件加工工藝設(shè)計[J].機械工程師，2011（10）91-92.

[2]張福潤，嚴育才.數(shù)控技術(shù)[M].北京：清華大學出版社，2012（7）35-36.

[3]王愛玲，李夢群，馮裕強.數(shù)控加工理論與實用技術(shù)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2009（5）65-66.