“揚(yáng)頭六通”加工工藝的設(shè)計(jì)

于宗善

（江蘇省新沂中等專業(yè)學(xué)校， 江蘇 新沂 221400）

引言

“揚(yáng)頭六通”，顧名思義，形狀像羊頭，六面相通。它屬于形狀不規(guī)則體，實(shí)物圖見(jiàn)圖1，“揚(yáng)頭六通”體積很大，兩個(gè)錐面結(jié)構(gòu)，中間柱面與錐面各成25°與45°關(guān)系，在與垂直面25°的錐形面分布4個(gè)平面，相對(duì)兩個(gè)各成90°，上下兩平行面一圓一方共六面，六面均為法蘭面，其上均布分列螺栓孔，中間各有主孔，孔口有墊環(huán)槽。各主孔相匯于一點(diǎn)，把各法蘭面連接起來(lái)。它主要用于石油輸送過(guò)程中各管道連接交匯處，通過(guò)法蘭面連接，將五個(gè)方向輸送過(guò)來(lái)的油氣匯集這里，由第六面上的主孔輸送出去，是油氣輸送過(guò)程中比較關(guān)鍵的部件。法蘭面上的墊環(huán)槽是與法蘭管線密封的關(guān)鍵，墊環(huán)槽的幾何形狀都是帶有23°斜坡的二維輪廓形狀，見(jiàn)圖2所示。槽中放有墊環(huán)，兩個(gè)法蘭面靠螺栓連接，在槽中的墊環(huán)由于受力與槽的側(cè)壁形成線接觸，起到密封作用[2]，由于使用環(huán)境比較惡劣，密封區(qū)域容易被腐蝕，故環(huán)槽側(cè)壁的表面質(zhì)量和尺寸精度相當(dāng)嚴(yán)格。

1“揚(yáng)頭六通”的機(jī)加工工藝路線

圖1 揚(yáng)頭六通實(shí)物圖

圖2 墊環(huán)槽圖（mm）

1.1 調(diào)質(zhì)前的加工

立式車床（盡可能多地去除余量及車出下道工序的裝夾空間）→臥式車床（車出與豎直面成25°的錐面，以及端面，截出長(zhǎng)短及中間主孔）→鏜銑床（銑錐面上的四個(gè)平面，盡可能多去除余量）→鉆床（鉆四個(gè)斜面上的孔）。

1.2 調(diào)質(zhì)后的加工

臥式車床（精加工25°錐面及端面，保證其尺寸符合要求）→立式銑床（精銑后斷面，與前端面平行）→臥式加工中心（精加工四個(gè)斜面，及精鏜各孔，銑墊環(huán)槽，打孔攻絲）→立式車床（車45°斜面，精車主孔各尺寸）。

2“揚(yáng)頭六通”法蘭面墊環(huán)形槽的加工工藝路線分析

法蘭面墊環(huán)槽要求有較高的密封精度，加工難度很大，普通車削加工很難保證表面質(zhì)量和尺寸精度。通常的法蘭面墊環(huán)槽在臥式普通車床上或臥式數(shù)控車床加工，由于“揚(yáng)頭六通”結(jié)構(gòu)異形，在車床卡盤不易裝卡，故采用加工中心加工。工藝路線如下：Φ7.5 mm鉆頭鉆工藝孔→Φ8 mm立銑刀銑圓柱槽→23°成形立銑刀，兩面擴(kuò)刀，留下少許余量→23°成形立銑刀精加工兩面，達(dá)到尺寸及表面粗糙度要求→45°倒角刀尖角倒鈍。

從墊環(huán)槽的加工路線來(lái)看很簡(jiǎn)單，就是一個(gè)的圓環(huán)槽，不過(guò)要達(dá)到所要求的表面粗糙度及尺寸精度，相對(duì)較難，第一從刀具選用上考慮，整體合金銑刀較好，采用高速旋轉(zhuǎn)加工，提高表面質(zhì)量。第二是從加工余量上考慮，粗加工為精加工留下最合適的余量最為關(guān)鍵。因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中既要考慮到量要壓住刀刃，又要計(jì)算好余量不能過(guò)大而損壞刀刃。

傳統(tǒng)的加工過(guò)程是：垂直下刀→兩面直接擴(kuò)刀圓周銑削→垂直提刀，所編數(shù)控加工程序如下:

理論上，該程序完全符合數(shù)控加工的編程要求，但是，實(shí)際加工效果卻不盡人意，首先是在下刀點(diǎn)處，圓環(huán)槽側(cè)壁及底部刀痕非常明顯，并且刀痕深度較深，這些刀痕將直接影響到槽的密封效果；其次是下刀點(diǎn)附近槽寬尺寸波動(dòng)較大，機(jī)加工精度不夠。這兩點(diǎn)缺陷表明，墊環(huán)槽加工質(zhì)量精度不夠的特征都體現(xiàn)在下刀點(diǎn)及其附近。在提高加工精度時(shí)，考慮從下刀方式上找問(wèn)題，并對(duì)其提出改進(jìn)措施。

3 法蘭面墊環(huán)形槽加工改進(jìn)措施

由于墊環(huán)槽在高壓密封過(guò)程中屬于線接觸密封，起刀點(diǎn)不能留下任何刀痕，所以在加工過(guò)程中做了一些優(yōu)化調(diào)整。首先，改變銑削過(guò)程中的進(jìn)刀路線，將原來(lái)的直接進(jìn)刀改為圓弧進(jìn)刀，改變加工層數(shù)，將原來(lái)的一層到位的加工過(guò)程改變成粗精兩層加工，粗加工為精加工留下少許余量，進(jìn)而保證其尺寸精度與表面質(zhì)量，改后的加工程序如下：

經(jīng)上述程序的加工，墊環(huán)槽側(cè)壁的表面質(zhì)量及尺寸精度可以滿足零件的密封要求。

4 結(jié)語(yǔ)

從這一實(shí)例可以看出，不管多復(fù)雜的零件，只要經(jīng)過(guò)實(shí)際加工過(guò)程的多次檢驗(yàn)，不斷摸索改進(jìn)，就能達(dá)到要求的加工精度，更好地滿足使用要求。