圓盤零件大孔加工方法

■武漢華夏精沖技術有限公司 （湖北 430415） 駱 蜜 張正威 郭銀芳

圓盤零件大孔加工方法

■武漢華夏精沖技術有限公司 （湖北 430415） 駱 蜜 張正威 郭銀芳

摘要：分析圓盤零件大孔的加工難點，設計制作專用夾具，優化加工工藝，可滿足大批量生產的要求。

1. 加工難點分析

圖1　圓盤零件示意圖

圖1所示為某柴油機圓盤零件示意圖，年需求量35 000件，材質為10鋼，料厚t=5mm，外形φ（2 1 9±0 . 1）m m，內孔φ135H7（+0.04+0）mm，成形高度（10.5±0.2）mm，斷面光亮帶達75%以上。因產品對尺寸、斷面質量要求較高，綜合考慮，采用落料→成形→精沖的工藝。經分析，該產品主要的加工難點是內孔φ135H7（+0.04+0）mm的尺寸難以保證，只能靠后續加工，原因為：①根據精沖技術規程VDI 3 3 4 5及S c h m i d資料，料厚t=5mm、內形尺寸φ135mm產品

的公差應為IT8級，即63μm，而產品要求為40μm，遠小于可滿足的范圍。②孔φ135mm與腰圓孔間的壁厚為3.5mm，僅為料厚的70%，此處材料穩定性差，會影響內孔φ135mm尺寸。

此產品批量大、精度要求高，考慮到經濟性及產品質量，采用精沖時留適量余量、后續數控車到尺寸的加工方法。

2. 初始加工方案

按照常規方法，如圖2所示，數控車時夾緊零件外圓。實際生產中發現，產品加工完從機床上取下后，內孔尺寸有變化，且腰圓處尺寸與非腰圓處尺寸也不同，相差達0.03mm以上，難以滿足產品要求。分析后認為：夾緊產品外圓時會對產品施加徑向力，使產品發生徑向變形；腰圓處壁厚明顯薄于其他部位，在切削力的作用下會產生更大的變形。切削完成后及產品取出時外力消除，產生回彈，使內孔尺寸發生變化。針對以上特點，我們對裝夾方式作出了改進。

圖2　常規裝夾示意圖

3. 改進方案

設計專用夾具如圖3所示，使用3個快速壓緊器壓緊零件端面，無徑向力且相對傳統壓塊壓緊操作方便、節省時間，易于控制夾緊力的大??；在零件腰圓中靠近內孔處設置6個定位釘和一個防轉釘，增加零件剛性，防止零件轉動。為保證批量生產時產品尺寸的穩定性，需校正夾具端面與機床主軸的垂直度0.02mm以內，定位釘側面與機床主軸的同軸度0.02mm以內，定位釘側面與產品配合間隙0～0.005mm。

圖3　改進后的裝夾示意圖

經批量生產驗證，產品內孔尺寸合格率可達100%，唯一不足的是校正夾具垂直度對操作工的技能要求很高，浪費了大量工時，有待進一步優化。

4. 工藝優化

將定位釘尺寸加大，留適量余量在夾具端面校正后數控車，直至與產品的配合滿足要求，這一方法減少了對定位釘的校正，且對定位釘位置、原始尺寸無太高要求，僅需每批更換定位釘即可。

5. 結語

經過一系列改進，圓滿解決了圓盤零件高精度內孔尺寸這一瓶頸問題，且滿足大批量生產的要求，同時為其他類似產品的制造提供了一種可行的思路。

專家點評

針對薄壁零件的加工特征設計制作專用夾具，使用3個快速壓緊器壓緊零件端面，無徑向力且相對傳統壓塊操作方便。同時，為減少操作工人的夾具校正難度，采用隨機加工的方法消除夾具制造誤差，為其他類似產品的制造提供了借鑒。

收稿日期：（20150514）