細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向槽加工工藝及工裝改進(jìn)

河南平高電氣股份有限公司 （平頂山 467001） 田 鵬

平高電氣股份有限公司研發(fā)的新產(chǎn)品中有種導(dǎo)向槽零件，結(jié)構(gòu)如圖1所示。材質(zhì)為填充填料的聚四氟乙烯，利用了聚四氟乙烯材料的自潤(rùn)滑性、耐磨性及優(yōu)異的電絕緣性，保證分合動(dòng)作的穩(wěn)定性和高電壓的絕緣性。該件截面積小而長(zhǎng)度尺寸大，屬長(zhǎng)徑比大的工件，不易裝夾，極易變形；而使用要求此類零件加工后，尺寸精度高，外表光滑無(wú)毛刺。因?yàn)樗募庸べ|(zhì)量直接關(guān)系到動(dòng)觸頭分合動(dòng)作的精度和可靠性。因此，制定完善導(dǎo)向槽加工工藝，確定最優(yōu)的工藝方案對(duì)保證新產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程有著深遠(yuǎn)的意義。

圖1 工件

1.工藝分析

為保證該件的成功加工，在產(chǎn)品試制時(shí)，我們對(duì)該零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，制定了加工工藝。

該件毛坯為32mm×15mm×650mm聚四氟乙烯條。加工時(shí)，第一步，以尺寸15mm方向某一面為加工基準(zhǔn)，使用球頭銑刀加工內(nèi)圓弧槽到圖樣尺寸；第二步，翻轉(zhuǎn)導(dǎo)向槽，以加工基準(zhǔn)定位，加工外圓弧R20mm，并保證尺寸13mm；第三步，端部銑削，保證總長(zhǎng)尺寸638mm。該件的工藝看似并不復(fù)雜，但是零件加工中存在一系列的難點(diǎn)。

(1)零件太長(zhǎng)，無(wú)法裝夾 零件長(zhǎng)度達(dá)到了638mm，在普通立式銑床上加工時(shí)，無(wú)法使用臺(tái)鉗裝夾。如果使用分段式固定，壓板將會(huì)與零件加工路徑干涉，產(chǎn)生接刀紋，降低加工表面質(zhì)量，甚至在使用中會(huì)影響傳動(dòng)的穩(wěn)定性。

（2）材料較軟，容易變形 零件的材料為聚四氟乙烯，材質(zhì)較軟，如果采用局部裝夾，由于材料的收縮性，加工完后產(chǎn)生反彈，造成零件尺寸不均勻。特別是內(nèi)槽加工后，零件壁變得較薄，加工外圓弧時(shí)，基本無(wú)法裝卡。

（3）無(wú)成形刀具，外圓弧無(wú)法加工 由于產(chǎn)品是試制，還沒(méi)有相應(yīng)尺寸的外圓弧成形刀具，但為了保證產(chǎn)品樣機(jī)裝配進(jìn)度，仍需盡快完成樣件試制。如何使用通用刀具加工外圓弧，是又一個(gè)需要解決的問(wèn)題。

2.夾具設(shè)計(jì)

根據(jù)零件工藝性分析結(jié)果，結(jié)合制定的加工工藝，我們?cè)O(shè)計(jì)兩套裝夾工裝分別用于內(nèi)槽和外圓弧加工。

（1）內(nèi)槽加工夾具 在立式銑床上使用球頭銑刀加工出內(nèi)圓弧。工裝結(jié)構(gòu)如圖2所示。工裝由基座1及壓板2組成。使用時(shí)如圖3所示，將工裝基座1用壓板固定在立式銑床工作臺(tái)上，將零件毛坯放到基座1上，使用螺釘頂緊壓板2，實(shí)現(xiàn)毛坯的裝夾。由于工裝采用長(zhǎng)條形壓板，并采用多個(gè)壓緊點(diǎn)使零件均勻受力，減少了裝夾變形。

圖2 內(nèi)槽加工夾具

圖3 內(nèi)槽加工夾具實(shí)物圖

（2）外圓弧加工夾具 在立式銑床上使用棒銑刀配合專用工裝加工出外圓弧。工裝結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 外圓弧加工夾具

使用該工裝可以實(shí)現(xiàn)在立式銑床上完成圓弧面的加工。工裝主體包括一個(gè)支撐桿2、兩個(gè)壓板3和兩個(gè)壓塊。使用時(shí)，將加工好內(nèi)槽的毛坯扣到支撐桿上，使用螺釘頂緊壓板從兩側(cè)分別壓緊。在立式銑床上用分度頭自定心卡盤(pán)裝夾支撐桿一端外圓，另一端使用頂尖座頂緊完成裝夾。加工過(guò)程如圖5所示。

圖5 外圓弧加工示意

通過(guò)分度頭旋轉(zhuǎn)工裝一定角度，立銑刀沿支撐桿軸向移動(dòng)，完成一次銑削。再將分度頭旋轉(zhuǎn)一定角度，重復(fù)銑削，如此不斷旋轉(zhuǎn)工裝，直至完成整個(gè)外圓弧加工完成。

工裝使用長(zhǎng)壓板從兩邊壓緊零件，內(nèi)部的支撐很好地消除了切削變形，保證了加工后尺寸精度。基本滿足了零件表面質(zhì)量及尺寸精度要求。

3.加工工藝改進(jìn)

以上工藝方案僅是為了滿足小批量、緊急加工而設(shè)計(jì)，因此存在一定的弊端。在使用中就發(fā)現(xiàn)了以下問(wèn)題：內(nèi)槽加工夾具在銑床工作臺(tái)上的裝夾需要找正才能保證零件與刀具走向平行；外圓弧使用棒銑刀多次切削，能保證尺寸精度，但加工效率極低。

為了提高零件質(zhì)量及產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。我們對(duì)工裝做出如下修改：

（1）增加工裝導(dǎo)向塊 在工裝底板增加兩個(gè)導(dǎo)向塊（見(jiàn)圖6），與銑床工作臺(tái)T形槽配合使用，方便工裝快速、準(zhǔn)確的固定，減少零件長(zhǎng)距離銑削時(shí)的偏差。

圖6 增加導(dǎo)向塊工裝

（2）采用成形刀具，改進(jìn)外圓弧加工夾具 定制R20mm成形銑刀，實(shí)現(xiàn)外圓弧的一次性銑削成形，提高加工效率。因此原有的分度頭裝夾方式變的沒(méi)有必要。對(duì)原有工裝修改如圖7所示。

圖7 改進(jìn)后外圓弧加工夾具

新工裝仍然采用長(zhǎng)壓條裝夾方式，利用兩塊壓板從兩側(cè)壓緊零件，不同的是加工設(shè)備改為臥式銑床加工。

4.結(jié)語(yǔ)

經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明，該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝夾、取卸方便，使用安全。按上述方法制造的細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)向槽經(jīng)檢驗(yàn)，均符合圖樣及工藝要求，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，達(dá)到了滿意的效果。在解決了大長(zhǎng)徑比細(xì)長(zhǎng)件的加工制造難題的同時(shí)也提高了該零件的生產(chǎn)效率。

大長(zhǎng)徑比細(xì)長(zhǎng)件的制造難點(diǎn)主要集中在解決零件裝夾與切削變形問(wèn)題，對(duì)加工工藝及工裝要求很高。本次通過(guò)解決該關(guān)鍵件加工問(wèn)題，為以后此類細(xì)長(zhǎng)件的制造提供了一定的參考經(jīng)驗(yàn)。