學生加工零件通常采用傳統(tǒng)的加工工藝方法, 當這些傳統(tǒng)的加工工藝方法運用到較復雜工件的加工時特別是外形不規(guī)則的零件, 經常會出現(xiàn)加工輔助時間長、外形以及工件誤差不符合圖樣要求的現(xiàn)象。異形殼體零件如圖 1－ 1所示。如圖 1－ 1所示是某機械上升降器殼體圖, 現(xiàn)需要加工和蝸桿配合有關的孔徑尺寸 m 39× 1 .5 、φ 39 、φ 35 、φ 35 .5 、φ 34 .5 、φ 22等尺寸。這個殼體零件很多學生原來是在鏜床上或采用四爪單動卡盤在數(shù)控車床上加工, 因是單件找正加工, 輔助時間長, 通常 2個星期只能加工 1件左右, 并且由于加工工藝與方法采用不當, 加工出來的零件外形及尺寸誤差較大。如果我對這個加工技術不解決好, 那么會直接影響到我校學生機加工實訓水平的提高。
下面介紹我是如何采取措施, 設計夾具在數(shù)控車床上車削加工不規(guī)則零件。
1難度分析
從圖 1 －1可見升降器殼體零件加工面較多, 呈不規(guī)則分布, 十分復雜, 且有一定的精度要求, 例如大端面對孔軸線 a— b的端面跳動量要求不大于 0 . 02 mm 的公差值。
刀柄剛性差, 與蝸桿配合的軸孔長達109 mm, 加工過程會有可能引起振動出現(xiàn)較大的尺寸偏差。
排屑和和冷卻困難引起加工誤差, 情況嚴重有可能引起零件精度不符合圖樣設計要求。
觀察、測量困難, 因為有很多加工面是內孔, 量具進出位置不準確, 也有可能引起讀數(shù)誤差, 導致零件加工精度不符合要求。
2解決問題方法
首先采用法蘭盤裝夾工件進行外圓及端面加工, 特別要注意保證工件基準面的加工精度。
另外, 根據該零件圖的特點設計夾具配合加工工件上與蝸桿配合的軸孔,如圖 1 －2所示。
夾具關鍵技術說明:
(1) 鎖緊裝置的設計: 這個夾具實際上就是一個特殊角鐵, 它與一般的角鐵有所不同, 主要區(qū)別在于我們?yōu)樵撎厥饨氰F專門設計了用于定位和緊固該零件的兩個內螺紋通孔( 如圖 1 －2所示) 。長為109 mm 的蝸桿孔軸線與角鐵的基準面( 如圖 1 －2箭頭所示) 平行, 零件可通過特制的螺栓螺母固定裝夾在角鐵上, 并且角鐵直接安裝到數(shù)控車床主軸上( 卸下卡盤), 因角鐵和主軸一起旋轉, 工件在夾具上又壓緊可靠, 整體剛性好, 所以可選擇較高的切削速度。
(2) 加工精度的保證: *心軸與主軸的距離(45± 0 . 1) mm 尺寸的保證重要, 因為該尺寸涉及到將來蝸桿與蝸輪配合精度的問題, 如圖 1 －3箭頭所示。
為保證該尺寸, 我們可在角鐵放置工件的基準平面處( 如圖 1 －2箭頭所示) 鎖緊一高為 3 mm, 直徑為φ 83 mm 的圓環(huán)鐵片,如圖 1 －3所示。該圓環(huán)鐵片與壓緊螺栓螺母、定位螺栓螺母( 如圖1 －2 的3 、 4 、5 、6 、7 、8所示) 一起緊固工件, 提高工件的定位精度, 并且防止工件在加工過程中偏移, 以保證加工精度。
刀具材料要用硬質合金, 采用專門訂做的復合擴孔鉆對工件進行擴孔。擴孔鉆的齒數(shù)較多( 一般有 3 ～4齒), 導向性好, 切削平穩(wěn) 切削刃不必自外緣一直到中心, 沒有橫刃, 避免了橫刃對切削的不利影響。由于擴孔鉆鉆心粗, 剛性好, 可選較大的切削用量。
冷卻液和排屑問題, 選用純堿, 皂粉3 ∶1(4斤) 加水 80斤混合稀釋而成, 該切削液主要特點是令切屑順利排出, 散熱效果好, 使加工表面光潔。
測量時要用深度千分尺讀準深度尺寸, 用內百分表測孔的實際尺寸。
３實際操作
數(shù)控車床系統(tǒng)是廣州數(shù)控車床 980 td系統(tǒng)。
升降器殼體主要加工過程如下:
首先根據設計圖紙, 鑄造加工具有一定精度的升降器殼體半成品零件。
該零件在上夾具之前應在花盤上精車好φ83 +0 .07 、φ30 +0 . 038 、φ45 外圓及所有端面成形。并保證各面上孔的同軸度及端面的垂直度。
裝上夾具后, 先用復合刀具對φ 22等毛坯孔進行擴孔。
其中擴孔粗加工操作可通過手動控制數(shù)控車床完成, 并且保留有一定的精加工余量。
擴孔完后加工 m 39× 1 .5內螺紋。
后精車φ22 +0 . 045 、φ34 .5 、 φ35 + 0 . 018-0 . 008各內圓及φ 39退刀槽、m 39× 1 .5內螺紋和各端面成形。
４結語
由加工不規(guī)則升降器殼體零件的過程說明, 如果工廠中的設備不齊全, 通過設計相應的夾具, 并且合理選用刀具和加工工藝, 可以用數(shù)控車床代替銑床、刨床、鏜床、拉床等設備加工一定復雜程度的不規(guī)則零件, 而且大大縮短輔助加工時間, 給工廠創(chuàng)造可觀的經濟效益。
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