郭 君

（德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東德州 253034）

0 引言

在數(shù)控技術(shù)專業(yè)的頂崗實(shí)習(xí)單位合作教學(xué)中，主要研究冷再生機(jī)零部件生產(chǎn)過(guò)程。在研究的過(guò)程中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，選取典型的零件作為教學(xué)案例，包括選擇材料—零件圖繪制—分析工藝—夾具設(shè)計(jì)—產(chǎn)品加工。根據(jù)轉(zhuǎn)軸在再生機(jī)中的作用，本文經(jīng)過(guò)多次加工實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)完成了轉(zhuǎn)軸加工工藝。

1 轉(zhuǎn)軸加工工藝分析

1.1 轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)軸的毛坯是焊組件，由接盤、管、擋圈、工藝堵4 個(gè)零件焊接成型（圖1）。

圖1 轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)

1.2 轉(zhuǎn)軸的作用

轉(zhuǎn)軸用于冷再生機(jī)工作裝置總成，與車架體連接，車架帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)工作裝置，用來(lái)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子前進(jìn)行走。后面的工作裝置可以根據(jù)需要，在油缸的驅(qū)動(dòng)下升降，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子行走。

1.3 技術(shù)分析

經(jīng)過(guò)分析，轉(zhuǎn)軸的4 個(gè)零件中比較難加工的是管，該件既屬于細(xì)長(zhǎng)軸零件，又屬于套零件，裝夾比較困難。接盤、擋圈屬于盤套類零件；工藝堵屬于盤類零件，主要用于支撐內(nèi)孔，與管焊為一體，增加零件的剛性，也是加工管的定位基準(zhǔn)。

2 轉(zhuǎn)軸零部件加工工藝分析

2.1 接盤的加工工藝

2.1.1 工藝分析

接盤的結(jié)構(gòu)如圖2 所示，零件精度要求不高，尺寸精度都未注公差。12×Φ18 mm 是等效開(kāi)口尺寸，外圓Φ280 mm、Φ210 mm、內(nèi)孔Φ174 mm、右端臺(tái)階面、12×Φ18 mm 的表面粗糙度為Ra12.5，左端面Ra3.2，右端面為不加工；12×Φ18 mm 孔的位置度公差值為Φ0.4 mm。零件左端面及右端臺(tái)階面和管焊接在一起后再加工，用到的設(shè)備有數(shù)控切割機(jī)、焊機(jī)、普通車床。零件材料為Q345A 鋼。

圖2 接盤零件圖

2.1.2 接盤加工

（1）氣割：數(shù)控氣割外圓Φ285 mm 和Φ165 mm，去毛刺，下料。

（2）車削：夾持毛坯外圓Φ285 mm，并找正夾緊；車外圓Φ280 mm；工件調(diào)頭；夾持外圓Φ280 mm，并找正夾緊；車削外圓Φ280 mm 至尺寸要求；車內(nèi)孔至尺寸要求；倒角1×45°。

（3）將接盤和管配合在一起，并經(jīng)焊接成型，清渣。

2.2 擋圈的加工工藝

2.2.1 工藝分析

擋圈的精度要求不高，尺寸精度都未注公差，內(nèi)孔和外圓表面粗糙度為Ra12.5，兩端面為不加工（圖3）。選擇數(shù)控切割機(jī)、萬(wàn)能液壓機(jī)、普通車床3 種設(shè)備。零件材料為Q345A 鋼，其屈服強(qiáng)度下限為345 MPa。

圖3 擋圈零件圖

2.2.2 擋圈的加工

（1）氣割：數(shù)控氣割外圓Φ215 mm 和Φ171 mm，下料。

（2）沖壓：調(diào)平工件兩端面。

（3）車削：夾持毛坯外圓Φ215 mm，并找正夾緊；車內(nèi)孔至尺寸。

（4）氣割：用切割機(jī)將工件切割為兩件；去毛刺。

2.3 工藝堵技術(shù)要求

工藝堵是專門為加工轉(zhuǎn)軸而設(shè)計(jì)的，用于保證轉(zhuǎn)軸的加工精度，同時(shí)也增加轉(zhuǎn)軸的剛性（圖4）。為了減少加工成本，本文選擇仿形切割機(jī)進(jìn)行仿形切割外形，保證外徑尺寸表面粗糙度為Ra12.5，其他為不加工。氣割完成后要進(jìn)行去毛刺。零件材料為Q235A 鋼，屈服強(qiáng)度下限為235 MPa。

圖4 工藝堵零件圖

2.4 管的加工工藝

管的毛坯是Φ180×20 mm鋼管，用G4028 型鋸床下料，長(zhǎng)度為2522 mm。管兩端外圓精度要求比較高，中間兩處，其他為未注公差尺寸。4 處有公差要求的外圓的表面粗糙度為Ra3.2，兩端Φ174×20 mm 的外圓表面粗糙度為Ra12.5，其他為不加工（圖5）。

圖5 管零件圖

該零件屬于細(xì)長(zhǎng)軸類零件，零件剛性差，在選擇切削用量時(shí)不宜過(guò)大，尤其切削速度不能過(guò)高。管零件的加工需要將其他3個(gè)零件焊接在一起才能加工，其中兩端的工藝堵就是為了加工管而設(shè)計(jì)的。自制頂尖頂著工藝堵，完成外圓的全部加工，以及接盤端面和Φ210×18 mm 的加工。用到的主要設(shè)備有劃線平臺(tái)（兩端中心孔線）、焊機(jī)、普通車床、手電鉆（兩端中心孔）等。

3 轉(zhuǎn)軸的加工工藝制定

（1）劃線：劃位置線。

（2）焊接：將擋圈與管組焊成型，清渣，調(diào)形。

（3）畫(huà)兩端中心孔線。

（4）按線鉆兩端中心孔。

（9）焊接：將擋圈與管組焊成型，清渣。

（10）拋丸處理（保護(hù)各加工表面）。

（11）表面涂底漆及白色面漆（保護(hù)各加工表面）。

4 結(jié)束語(yǔ)

分析研究轉(zhuǎn)軸及零部件的結(jié)構(gòu)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加工和加工工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)，解決了轉(zhuǎn)軸難裝夾的問(wèn)題，有效保證了轉(zhuǎn)軸的形位公差要求，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，為細(xì)長(zhǎng)軸零件的裝夾方法提供范例。本設(shè)計(jì)已在實(shí)際生產(chǎn)中推廣，應(yīng)用效果良好。

本文系德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研課題《細(xì)長(zhǎng)軸外圓刀具幾何角度優(yōu)化研究》研究成果。