張業(yè)俊，梁愛民

中航工業(yè)航宇救生裝備有限公司 湖北襄陽 441000

1 序言

鑄造殼體類零件外形復雜，關聯(lián)尺寸多、精度高，加工基準的選擇十分重要。某型產(chǎn)品的操縱機構安裝在可分開的外殼中，可分開的外殼如圖1所示，由1號、2號和3號殼體組成。其中2號殼體處于中間位置，起著承上啟下的作用，其上有1號殼體，其下有3號殼體，其內(nèi)裝配有軸等多個重要零部件。由此可以看出，2號殼體是裝配時的基準零件，它的加工精度將直接影響操縱機構的裝配精度。

圖1 可分開的外殼

2 零件的技術要求

1號、2號和3號殼體的毛坯為砂型鑄件，材料為ZL116鋁合金（T5），鑄造精度等級為HB 6103―2004中的CT9。

2號殼體如圖2所示。為了保證能與1號、3號殼體緊密貼合，要求A、B兩面有良好的尺寸精度（偏差為±0.1mm）、幾何公差（平面度為0.05mm）和表面質量（表面粗糙度值Ra=1.6μm）。同時，為了保證裝配后的位置關系，對A、B兩面上的定位孔也有相當高的要求，孔距尺寸精度為±0.05mm，孔徑尺寸精度為H8級，表面粗糙度值Ra=1.6μm。對于非定位孔，例如一般的安裝孔、螺紋孔，尺寸精度也達到了±0.1mm。

圖2 2號殼體

此外，為了保證軸的位置安裝正確，C孔的加工也相當重要。該孔的加工精度將直接影響軸在其內(nèi)的安裝位置以及軸是否能夠靈活轉動。

通過以上分析，從裝配要求及使用上出發(fā)，該零件的機械加工主要有兩方面內(nèi)容：一是加工A、B面及其上的定位孔和安裝孔；二是加工C孔。

3 精基準的選擇

精基準是指在最初幾道工序中就加工出來，為后面的工序做好定位、裝夾的準備，在后續(xù)的加工中，以它為基準對別的部位進行加工。就該零件而言，選擇A面作為精基準，主要是考慮到以下幾個方面。

1）A面及其上的兩個定位孔是裝配基面（設計基準），這樣能使工藝與設計基準重合，符合“基準重合”原則，可以減少尺寸換算，避免因基準不重合而引起的誤差。

2）在后續(xù)加工過程中，將多次用到A面作為定位基準加工其他表面，這樣符合“基準統(tǒng)一”原則，便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免了因為基準變換所產(chǎn)生的誤差，并簡化夾具設計和制作工作。

3）A面形狀簡單，便于裝夾，加工方便，易于獲得較高的表面精度；具有較大的支承面積，可為后續(xù)加工提供好的定位和夾緊。B面之所以不能作為精基準，是因為該面是斜面（與A面的夾角為26°），而且沒有合適的加工基準，不易裝夾。

4 粗基準的選擇

粗基準是用來加工精基準時所用的定位面，它應保證在以后的加工中各加工面的加工余量均勻，裝入殼體內(nèi)的軸等零件與殼體的內(nèi)壁各表面有足夠的間隙，以及定位夾緊牢固可靠等要求。

零件各面和孔之間的位置關系如圖3所示，零件結構尺寸如圖4所示。選擇以D面（兩圓弧頂點）和E面為粗基準。因為R20mm圓弧的中心線理論上是C孔的軸線，也就是安裝后軸的軸線，一切都應該向軸看齊，所以加工的粗基準應該放在這里，也就是圖4中Z方向的尺寸20＋0.4－0.2mm。另外E面至軸線的距離為（21.5±0.2）mm（圖4中X方向尺寸），為了直接保證這個尺寸，只能以E面為粗基準。Y方向要求中心對稱即可。

圖3 零件各面和孔之間的位置關系

圖4 零件結構尺寸

5 精基準的加工

精基準加工精度直接影響后續(xù)加工的進行，關系到整個零件能否順利加工完成，這一步非常關鍵和重要，所以加工前必須考慮周全，以防止在開始加工后發(fā)現(xiàn)錯誤而造成不可挽回的損失。在精基準面加工完成后，將會影響到的部位如圖5所示。

圖5 精基準面加工完成后將會影響到的部位

若A面加工過多，則3、4兩處尺寸將會變小，4處甚至可能還會出現(xiàn)破漏的現(xiàn)象；若A面加工不足，在后續(xù)加工中，1、2兩處尺寸會偏小，將不能滿足設計要求。

在實際加工中，因為毛坯的不確定性因素較多，尺寸又不穩(wěn)定，如何確定A面的尺寸呢？如何將A面的尺寸考慮得更全面呢？在未開始加工之前，安排一道鉗工劃線工序，以圖4中的基準劃線，同時劃出圖5中1、2、3和4四處線，檢查它們的余量分布是否合理。并且可以通過鑄件實際尺寸調(diào)整A面的加工尺寸，來同時滿足1、2、3和4四處的余量要求。通過分類，找出共性，最終確定A面的加工尺寸，為后續(xù)加工做好準備。加工中的基準與鉗工劃線基準是一致的，這樣只要鉗工能劃出來的零件，都應該可以加工出合格的產(chǎn)品，毛坯的加工余量是充足的。

加工設備為數(shù)控銑削中心（見圖6），可以在加工出A面后，將A面上的各孔也一并制出，一次裝夾即可保證各孔與A面的垂直度，也能保證各孔之間的相互位置，同時為后續(xù)加工做好裝夾、定位的準備。在后續(xù)的加工中，將多次用到這一步所加工的基準面、基準孔，定位方式為“一面兩銷”，比如對于圖2a中B面的加工就是如此?？准庸ぶ?，除了兩個精度為H8的定位孔需要先鉆后鉸外，其余各安裝孔只需鉆就可以保證尺寸和精度要求。精基準加工用拼裝夾具如圖7所示。

圖6 數(shù)控銑削中心

圖7 精基準加工用拼裝夾具

6 孔的加工

在加工完精基準、定位孔和安裝孔后，就可以加工C孔。

由于C孔是安裝軸的地方，對孔的位置、形狀要求比較高。為了保證孔的完整性及精度要求，它不可以單獨加工出來，而必須是在2號殼體與1號殼體裝配后進行整體加工，裝配后的狀態(tài)如圖8所示。在進行孔的精加工時，因為2號殼體上已沒有可用的裝夾定位的地方，所以其定位基準就轉換到了1號殼體上。以凸臺1、凸臺2的面為基面，以凸臺1上的兩個定位孔定位，這種“一面兩銷”的定位方式，能夠可靠、安全地保證尺寸要求。

圖8 裝配后的狀態(tài)

加工設備為C6150A車床。由于沒有專用工裝，所以用拼裝夾具代替?？准庸び闷囱b夾具如圖9 所示。

圖9 孔加工用拼裝夾具

C孔的尺寸為φ22+0.045+0mm，為了保證孔本身的精度，加工時要分粗、精加工，精加工時鏜孔至設計尺寸。為了保證兩端孔同軸，必須一次裝夾加工出該孔?？椎亩ㄎ怀叽缬善囱b夾具保證。通過試車，調(diào)整夾具可以很好地保證孔的定位尺寸。

因為精基準已加工完成，后續(xù)加工中就不存在定位、裝夾的難題，零件其余部分的加工也就可以迎刃而解。

7 結束語

2號殼體的加工重點是精基準和主軸孔。對于精基準的加工，只要選擇了正確的粗基準，其加工質量就可以得到保證；對于主軸孔的加工，其尺寸精度、定位尺寸主要由刀具和拼裝夾具來保證。

由于加工之初正確地選擇了粗基準、精基準，給后續(xù)加工帶來了極大的方便，簡化了加工過程，減少了裝夾次數(shù)，提高了工作效率，保證了加工質量。在加工中，充分利用公司現(xiàn)有的高精度數(shù)控機床設備，做到工序集中，較好地保證了零件上各面、各孔的相對尺寸精度、幾何公差，同時減少了安裝工件的次數(shù)和輔助時間，減少了工件在機床之間的搬運次數(shù)和工作量，縮短了生產(chǎn)周期。

通過實際加工，證明該加工方法正確、可行且有效。但是對精基準的加工仍然存在一些問題。由于鑄造毛坯的不穩(wěn)定性，鑄件表面質量有一些缺陷，凹凸不平，特別是在有些關鍵的、要用于定位的面上，也就是粗基準上。比如圖3中用作定位的D面，明顯有著凸出點，這給精基準加工的定位帶來了不準確性。在實際加工中，先把高點打磨平，使D面圓滑過渡，采用每件鉗工劃線的方法，劃分加工余量，驗證毛坯的余量分布是否合理。這種加工方法對于單件小批量生產(chǎn)而言是合適的，但對于大批量生產(chǎn)是不合適的。由于大批量生產(chǎn)時，為了提高生產(chǎn)效率必須用到專用夾具，這就要求鑄造毛坯具有一致性，所以在以后的生產(chǎn)中，如果鑄件的質量比較好，則機械加工一定會更順利，生產(chǎn)效率也會得到更大的提高。另外，對于主軸孔的加工，如果能有專用車床夾具，那么其加工效率也將大大 提高。