車制凹半圓弧工件專用工裝刀具設計

段貴學

（金牛股份有限公司生產動力處，陜西 西安710043）

0 引言

隨著社會的發展，近些年我國鍋爐制造行業對鍋爐膜式壁焊接工件要求也在不斷提高，但與世界先進國家還有一定的差距，一些企業不得不花重金從國外引進一些先進的工件來進行膜式壁焊接生產加工，這樣便給企業帶來了一定的經濟負擔。從我國現代機械工程發展趨勢出發，結合本企業基本設備情況和生產方向，研究一種適用于一定規模企業的加工工件的方法，已經被越來越多的企業所重視。在膜式壁焊接中，夾緊輪、壓緊輪對焊接質量達標率起著至關重要的作用。目前，我國膜式壁加工中模具工件的設計成本和加工成本依然太高，提升并充分發揮普通機械加工設備功能是節約企業投入資金量的一種有效的辦法，也是一般小型機械加工企業一直探索追求的基本思路。使一機多能得到最大程度的實踐應用，用普通車床加工精度要求較高的凹半圓弧工件，是一件比較困難的工作，一般加工操作者大多選擇制作凹半圓弧工件的凹半圓弧樣板，而后用手工趕制方法進行加工。此種方法加工精度低，勞動強度大，批量生產時難度更大，且難以保證工件的相關技術要求。為改變車制凹半圓弧工件的加工方法及提升技術精度，我們設計一種車制凹半圓弧工件專用工裝刀具，經過反復實驗，并進行工件批量加工驗證，該工裝刀具應用效果良好，具有較高的推廣應用價值。

1 一般凹半圓弧工件技術要求

如圖1所示，一般凹半圓弧工件技術要求如下：（1）半圓弧公差 R。（2）厚度公差 W。（3）端面跳動度0.02。（4）內孔公差 d。（5）外 徑 公 差 D。（6）端 面 平 行度0.01。

圖1 一般凹半圓弧工件

2 車制凹面半圓弧工件的工藝過程

2.1 一般加工工藝過程

（1）按圖紙制作凹半圓弧樣板，一般采用厚0.3mm的鐵皮，鉗工化纖，剪銼成型。（2）車工趕制凹半圓弧，再用樣板逐步進行比對檢查。（3）通過目測樣板與工件之間的縫隙，憑手工趕制達到要求。（4）加工效果：表面粗糙度很難達到工件技術要求。

2.2 工裝刀具加工工藝過程

（1）按圖紙要求用車床車制一件與凹半圓弧要求一致的圓柱體，而后用切刀切下厚度大約1mm左右的圓片，切制過程中對外邊沿進行減薄加工，并用凹半圓弧工件加工檢查。（2）工裝刀具夾到刀臺上，找中心高、凹半圓弧中心線，緊固大托板、中托板，防止刀具在切削過程中竄動。（3）調整工裝刀具旋轉半徑，試切削后用樣板檢驗凹半圓弧是否一致，再微調刀具位置，經過再次檢查一致后，即可進行凹半圓弧工件加工，只需左右轉動工裝刀具刀柄即可。（4）加工工件凹半圓弧表面粗糙度及尺寸精度達到圖紙技術要求。需要注意的是，工件除凹半圓弧待加工位置保留有余量外，其余部分按圖紙要求加工，工件用芯棒裝夾。

3 工裝刀具示意圖

安裝在普通車床刀臺上的凹半圓弧工件專用工裝刀具如圖2所示。安裝在普通車床托板上的凹半圓弧工件專用工裝刀具如圖3所示。

圖2 安裝在普通車床刀臺上的工裝刀具

圖3 安裝在普通車床托板上的工裝刀具

4 工裝刀具使用方法

（1）刀具安裝在普通車床刀臺上或托板上，并用螺栓緊固連接。（2）根據凹半圓弧工件圖紙技術要求，調整刀具伸出長度位置。（3）操作手柄左右旋轉，切削凹半圓弧。（4）用標準樣板進行檢查，進一步調整刀具位置直至符合圖紙要求。

5 工裝刀具制作加工技術要求及易忽略問題

（1）安裝在普通車床刀臺上的凹半圓弧工裝刀具進行框架加工時采取分體加工方式，框架組裝時轉動軸孔上下，必須確保同心度，使上下兩軸承轉動靈活。（2）緊固刀具螺栓孔與刀具夾角在45°左右，螺栓孔采用沉孔螺栓形式，鉆孔前先用銑床加工一個小平面，便于鉆頭定位鉆孔。（3）刀具在壓緊時應注意與微調螺栓配合的調整，刀具固定位置符合工件半圓弧尺寸要求，刀具應磨成半圓弧刀頭，轉動軸放置刀桿的方孔應與所使用的刀桿尺寸相吻合，間隙應控制在0.1mm之內。（4）框架上與普通車床刀臺相連接的框架刀桿位置應注意刀具中心高，避免發生工裝刀具裝入普通車床刀臺上，刀具中心高沒有可調余地的情況。（5）確定手柄位置，應注意加工過程中便于合理控制進刀量。（6）安裝在普通車床托板上的工裝刀具便于加工更小半徑凹半圓弧工件，在制作加工過程中，應合理確定旋轉刀臺與固定底板中心的偏移尺寸，壓緊墊板螺栓應有防松動措施，工裝刀具整體加工精度應符合相關要求。（7）工裝刀具制作過程中考慮其具有一定鋼性，有條件的可對其進行表面熱處理。

6 結語

本凹半圓弧工件加工專用工裝刀具簡單實用，制作成本低，適于一般小型機械加工單位使用，在本公司經過成批量（100余件）加工驗證，效果很好。

［1］趙欽新，惠世恩.燃油燃氣鍋爐［M］.西安交通大學出版社，2000

［2］林宗虎，張永照.鍋爐手冊［M］.機械工業出版社，1994