一種半圓弧面支架加工工藝

山東常林機(jī)械集團(tuán)（臨沭 276700）黃華賓

1.零件簡(jiǎn)介

一種半圓弧面支架是柱塞泵最關(guān)鍵的零部件之一，其材料為QT600－3，其尺寸精度、形位公差、表面粗糙度要求較高，加工難度較大，加工尺寸如圖1所示。為保證形位精度要求，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，必須正確選擇定位基準(zhǔn)，合理安排加工順序。

2.零件工藝分析

加工難點(diǎn)在于面輪廓度為0.015 mm，且兩圓弧面跨度為122 mm，圓弧半徑為61-0.04-0.05mm，加工面不是半球，而是小于180°的圓弧，不僅形狀公差、表面粗糙度要求較高，而且要求以?xún)蓚?cè)圓弧的中心軸線為基準(zhǔn)，內(nèi)側(cè)大面平行度和平面度誤差分別為0.02 mm和0.015 mm，加工難度較大。

圖1 斜盤(pán)支架部分尺寸

傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)為：車(chē)大平面→車(chē)左端面及圓弧→車(chē)右端面及圓弧。改進(jìn)后的工藝設(shè)計(jì)為：車(chē)大平面→車(chē)左、右端面及圓弧，制作一專(zhuān)用夾具，將原來(lái)的兩工序合并為一工序加工。

3.零件加工方法

傳統(tǒng)的加工圓弧的方法主要是靠模法，而這種方法主要是在針對(duì)大圓弧加工且尺寸精度和形位公差要求不嚴(yán)格的情況下使用，有其局限性。針對(duì)我們加工的產(chǎn)品圓弧小且尺寸和形位公差精度要求高的特點(diǎn)，靠模法不適用于該產(chǎn)品。又因該產(chǎn)品是大批量加工生產(chǎn)，夾具設(shè)計(jì)時(shí)須考慮工裝應(yīng)能快速裝夾、精確定位，并能重復(fù)應(yīng)用、耐磨損。經(jīng)上述分析，我們?cè)O(shè)計(jì)了高精度車(chē)削夾具，夾具工作圖如圖2所示。

圖2 夾具組合工作圖

圖3所示為工裝夾具制作實(shí)體圖，圖4所示為工裝夾具裝夾工件實(shí)體圖。該工裝夾具已廣泛應(yīng)用，并且取得了很好的加工效果。

圖3

圖4

4.夾具結(jié)構(gòu)及工作原理

將夾具體5通過(guò)螺釘6與機(jī)床主軸聯(lián)接在一起并保持與主軸同心。底襯板4固定在夾具體5上，由于支架對(duì)限位基面（底襯板上表面）平面度和表面粗糙度要求較高，所以采用底襯板和夾具體相分離的結(jié)構(gòu)，便于對(duì)限位基面的加工制作和后期的更換。底襯板4的形狀與被加工面的定位基面相似，把支架扣在底襯板4上，限制工件的5個(gè)自由度。考慮加工面的特殊性（兩側(cè)加工）和夾具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在底襯板的前端且與夾具體相同軸線上設(shè)置有用來(lái)對(duì)支架定位的浮動(dòng)定位裝置8，對(duì)支架進(jìn)行調(diào)整，起到預(yù)定位作用。在垂直于底襯板且與斜盤(pán)支架相同軸線上，設(shè)置有穿過(guò)支架的心軸1以及用來(lái)夾緊支架的開(kāi)口壓板2及螺母3。通過(guò)螺母3和開(kāi)口壓板2將支架夾緊。待工件夾緊后，取出浮動(dòng)定位裝置8，完成定位。加工完成后，把螺母3擰松，取出開(kāi)口壓板2，對(duì)支架進(jìn)行更換，完成工件的裝卸。

工件車(chē)削時(shí)，先加工a、b側(cè)，然后退刀、換刀，再加工c、d側(cè)，一次裝夾完成兩圓弧的車(chē)削，改兩次裝夾為一次裝夾。

此外，在夾緊過(guò)程中，設(shè)計(jì)心軸鎖緊裝置，通過(guò)螺母將心軸鎖緊，防止在夾緊工件過(guò)程中因螺母3的夾緊而導(dǎo)致心軸1的旋轉(zhuǎn)。

5.注意事項(xiàng)

該夾具中，夾具體和底襯板組合在一起的厚度較為關(guān)鍵，應(yīng)注意以下幾方面：

（1）一工序加工的大平面十分重要，應(yīng)嚴(yán)格控制其尺寸和形位公差。

（2）夾具體5與兩底襯板4的厚度是圓弧圓心到限位基面距離的2倍，要求工件裝夾后兩工件圓弧在同一直徑的圓上。

（3）要求底襯板外形尺寸精度和平面度要高。底襯板材料的選擇和熱處理也比較重要，可采用中碳鋼以上的材料，經(jīng)淬火、回火處理，以提高精度和耐磨性。

6.結(jié)語(yǔ)

加工后經(jīng)測(cè)量，兩側(cè)圓弧對(duì)稱(chēng)度不超過(guò)0.05 mm，圓弧面輪廓度低于0.015 mm，兩圓弧與端面的垂直度小于0.015 mm，充分提高了加工精度，使產(chǎn)品品質(zhì)得以保證。

工藝改善后，采用該裝置，從根本上解決了由于二次裝夾而導(dǎo)致的定位精度不高和生產(chǎn)效率低的問(wèn)題；有效滿足了工藝要求，且大大提高了工件尺寸的穩(wěn)定性，適應(yīng)批量生產(chǎn)的需要；工件的裝配、拆卸非常方便，取得了令人滿意的效果。

[1]陳立德.工裝設(shè)計(jì)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，1999.

[2]楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)

零件在加工過(guò)程中，二次裝夾所產(chǎn)生的定位誤差必然對(duì)零件的加工精度造成影響。本文介紹了斜盤(pán)支架的專(zhuān)用加工夾具，使斜盤(pán)支架在一次裝夾后就能完成兩側(cè)圓弧面的加工，避免了二次裝夾對(duì)零件加工精度的影響，同時(shí)保證工件裝卸方便，提高了加工效率。這種加工方法經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，也可以用于其他類(lèi)似零件的加工。