典型零件加工與工藝分析

田建國

（西安工程技術(shù)學(xué)院 機(jī)械系統(tǒng)，陜西 西安 710114）

典型零件加工與工藝分析

田建國

（西安工程技術(shù)學(xué)院 機(jī)械系統(tǒng)，陜西 西安 710114）

在車削加工中，對一些尺寸精度要求不高但形位精度要求很高的工件，用常規(guī)的生產(chǎn)方式，不是加工工藝復(fù)雜就是工序較多，而且生產(chǎn)率低，廢品率高，對機(jī)床的要求較高。解決此類問題，應(yīng)有合理的工藝規(guī)程及相應(yīng)的工裝夾具。本文針對兩個(gè)有特點(diǎn)的零件，介紹了加工工藝及相應(yīng)的夾具。

車削加工;空心軸;內(nèi)圓弧;中心架

科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，使制造業(yè)發(fā)生了根本性的變化，尤其是數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，普通車床逐漸被高效率、高精度的數(shù)控機(jī)床所代替，但是數(shù)控機(jī)床也有其加工的局限性，并不適用于所有零件的生產(chǎn)。良好的加工工藝和合理改進(jìn)也會(huì)使普通機(jī)床發(fā)揮強(qiáng)大的生產(chǎn)優(yōu)勢。

下面以兩種零件的加工為例，介紹機(jī)械加工工藝及相應(yīng)的夾具。

1 空心軸加工工藝改進(jìn)措施

1.1 實(shí)例分析

實(shí)例分析一：空心軸加工

空心軸類零件是臥式車床上普遍加工的零件，該類零件的特點(diǎn)是長度較長，往往在一次裝夾下很難完成全部加工任務(wù)，而且對于工件的兩端輪廓一般都有較高的同軸度等形位公差要求，因此加工時(shí)需要兩次或多次裝夾找正，以完成零件的加工，確保零件的形位公差要求，圖1所示零件就存在這樣的問題。

此零件是典型的空心軸類零件，從零件圖上我們可以看到對外輪廓精度要求不高，也很容易加工，但對兩孔的同軸度要求卻很高，因此加工該零件的重要工作就是制定合理的加工工藝確保同軸度要求。在單件生產(chǎn)的情況下，常常采用如下工工藝：

（1）一夾一頂車削外圓。

圖1

（2）用四爪，或軟爪夾持一端，一端搭中心架，以外圓作為基準(zhǔn)，找正后粗精加工一端內(nèi)孔。

（3）以同樣的方法加工另一端內(nèi)孔。

上述方法雖然工藝簡單，需要較少的工裝夾具，但是在批量生產(chǎn)的情況下，不但工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，要求技術(shù)水平好、而且機(jī)床精度要求高、找正麻煩，很難能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，生產(chǎn)率較低。

1.2 改進(jìn)措施

為保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，筆者在裝夾上做了如圖2所示的改變。

加工步驟如下：

圖2

①一夾一頂，在工件的兩端各加工出一個(gè)工藝外圓，直徑大小車圓即可，長約50mm，兩外圓直徑尺寸一致。

②在右側(cè)車削出的外圓處，用中心架支撐，并調(diào)整找正，撤掉尾座，車端面，粗車內(nèi)孔，留1mm精車余量。

③工件調(diào)頭，采用相同夾持方法，粗車另一端端面及內(nèi)孔，留1㎜精車余量。

④在工件的兩個(gè)相同外圓處各支撐一中心架，調(diào)整找正。

⑤在工件靠近主軸箱一端裝雞心夾，并用兩螺栓與拔盤相連。

⑥精車內(nèi)孔至尺寸要求。

⑦打開中心架，松開雞心夾，工件掉頭放入中心架，并合上中心架，裝上雞心夾，即可車削另一端內(nèi)孔。（注意：調(diào)頭時(shí)不可調(diào)整中心架三爪）

1.3 工藝說明

①因兩支撐架在第一次調(diào)整后，后續(xù)加工過程中不再調(diào)整，所以加工時(shí)能始終保證兩中心架三爪中心在同一軸線上，解決了調(diào)頭時(shí)存在不同心的問題，保證了同軸度要求。

②為防止工件軸向竄動(dòng)，在螺栓后邊加上彈簧，使工件始終緊貼拔盤端面，解決了工件車削時(shí)的軸向竄動(dòng)問題，保證了內(nèi)孔的長度尺寸要求。

實(shí)踐表明，該工藝在批量生產(chǎn)時(shí)具有對機(jī)床精度要求低、工藝簡單、裝卡找正方便、生產(chǎn)率高（可提高功效十倍左右），而且工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，廢品率低的優(yōu)點(diǎn)。

2 端面內(nèi)圓弧面的加工工藝措施介紹

2.1 實(shí)例分析

端面內(nèi)圓弧在普通車床上的加工屬于成型面加工范疇，加工時(shí)一般采用雙手控制法、成型刀、靠?；蛑圃煨D(zhuǎn)刀臺(tái)的方法進(jìn)行加工，這樣的加工方法局限性很大、工藝復(fù)雜、對操作者技術(shù)要求高、工裝制造復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大、廢品率高，精度較低。隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展和普遍應(yīng)用，半徑較小的圓弧大都采用數(shù)控機(jī)床加工。但對于半徑較大的圓弧，企業(yè)在沒有大型數(shù)控設(shè)備的情況下，如圖3所示零件，如沒有合理的工裝設(shè)備和加工工藝在普通車床上很難完成零件的加工。

圖3

如果在車床上安裝一個(gè)支點(diǎn)，再用一個(gè)連桿連接刀具和該支點(diǎn)，那么刀具就只能在以支點(diǎn)為圓心，連桿長度為半徑的圓上移動(dòng)，利用這個(gè)方法達(dá)到車削圓弧面的目的。

2.2 改進(jìn)措施

綜上所述，筆者對機(jī)床進(jìn)行了一些改造，如圖4所示。

該改造共需要七種圖5所示零件，在尾座和中托板的靠近底面位置各安裝一支撐底座6，并用左旋螺栓1、左旋螺母2、長度調(diào)節(jié)螺母3、右旋螺母4、右旋螺栓5和圓柱銷7連接兩支撐座。

2.3 具體的操作方法

（1）搖動(dòng)中托板，使刀具刀尖對準(zhǔn)工件中心。

（2）移動(dòng)尾座接近中托板中，用圖5所示零件組成的連桿將其與中托板連接，并調(diào)整長度調(diào)節(jié)螺母3使連桿長度約為所加工圓弧的半徑。橫向調(diào)整尾座，使連桿軸線與工件軸線平行，并鎖緊尾座。

（3）板使刀具接觸工件端面。

（4）動(dòng)中托板，退出刀具，此時(shí)在連桿的拉力的作用下，大托板也會(huì)相應(yīng)移動(dòng)，使刀具的移動(dòng)軌跡變?yōu)閳A弧線。

（5）搖動(dòng)小托板使刀具向工件方向移動(dòng)一深度。（此深度即為車削圓弧深度）

（6）中托板自動(dòng)進(jìn)給，大托板相應(yīng)移動(dòng)開始車削圓弧。

（7）退刀停車，用R規(guī)測量所加工圓弧半徑，若不合格，跟距差值旋轉(zhuǎn)長度調(diào)節(jié)螺母3調(diào)整連桿長度后，再次進(jìn)行車削，直至公差要求。

（8）托板多次進(jìn)給車削，達(dá)到圖紙圓弧深度要求。

操作要點(diǎn)：

（1）裝連桿前，刀具必須移至工件中心處。

（2）裝連桿時(shí)，必須保證軸線與工件軸線平行。

（3）托板導(dǎo)軌要與工件軸線平行，它的搖動(dòng)用于控制每次的切削深度。

（4）第一件工件合格加工完畢后，其它工件安裝即可加工，不需要再次調(diào)整。

該方法的特點(diǎn)是，操作簡單，對工人的技術(shù)要求較低，批量生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定。稍微調(diào)整就可以加工不同半徑的圓弧。

圖4 機(jī)床改造結(jié)構(gòu)圖

圖5 連桿所需零件結(jié)構(gòu) 圖

3 結(jié)束語

現(xiàn)代的機(jī)械制造業(yè)正向著高精度、高效率和低消耗方向發(fā)展，對于生產(chǎn)廠家而言，必須在確保安全的前提下，以保證質(zhì)量為核心，以提高經(jīng)濟(jì)效益為目的，不斷提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本。一個(gè)好的加工工藝，不僅會(huì)給企業(yè)帶來良好的效益，也使操作者獲得成就感。在日常的工作中，只要認(rèn)真總結(jié)，多開動(dòng)腦筋，筆者想會(huì)有很多的先進(jìn)工藝產(chǎn)生的。

[1]孟陸英.車工工藝與技能訓(xùn)練[J].勞動(dòng)與社會(huì)保障出版社，2006.

TH161+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B