一種偏心不規則零件的加工工藝分析

李鵬， 趙洋， 狄喜峰

（凱邁（洛陽）氣源有限公司，河南洛陽 471003）

0 引言

生產中往往會遇到偏心不規則類零件，該類零件由于形狀不規則，且內外圓不同心，給生產加工造成了一定的麻煩。下面就一種典型的偏心不規則零件來談一談該類零件的加工工藝分析及夾具設計方法。

1 零件結構特點

如圖1所示，該零件材質為不銹鋼69111，總體尺寸為φ40 mm×55 mm，屬不規則復雜型零件，具體特點如下：1）偏心圓。圖中左端外圓φ34 mm與右端外圓φ25 mm不同心，偏心距為4.6mm。2）薄壁件。左端外圓φ34 mm（內孔30 mm），壁厚為2 mm；右端外圓φ25（內孔 φ22 mm），壁厚為 1.5 mm。3）不規則圓弧。圖中兩處圓弧R34.3 mm和R34.5 mm的圓心點與兩偏心圓中心均有嚴格的尺寸精度要求。

圖1

2 工藝分析

由于該零件材質為氣瓶專用不銹鋼69111棒料，毛坯經固溶處理后，金屬導熱系數變大，加工過程中容易產生變形、粘刀及斷刀的現象。因此，在設計工藝路線、數控加工方法及切削參數時需重點考慮。根據零件的材料特性、結構特點及尺寸精度要求，總體工藝路線設計為粗加工、半精加工和精加工3個階段。

粗加工的目的是盡可能高效大面積地去除零件大部分的余量，切削效率是粗加工主要考慮因素；半精加工的目的是繼續去除粗加工后留在零件表面的加工余量，使精加工余量小而均勻，便于精加工時采用較小切削量和較高的切削速度；精加工是實現產品最終形狀最關鍵的一步，零件的表面質量和尺寸精度都是由精加工工序保證的。為達到精度要求，精加工應采用較高的切削速度和較小的進給量。同時在精加工階段加工偏心圓時，為了確保偏心圓的尺寸精度和尺寸穩定性，必須考慮設計出一套方便實用、安全可靠的專用偏心車夾具。

分析該零件的內外結構特點，右端小圓φ25-0.01-0.05的偏心距和圓弧R34.3及R34.5的圓心點均是相對左端大圓φ34-0.045-0.055中心標注的。因此，考慮先加工出φ34-0.045-0.055外圓、內孔及相關尺寸，并預先再加工出基準外圓φ570-0.03作為后續工序加工的裝夾定位和測量基準使用。

設計工藝路線為：固溶處理→粗車（去余量）→半精車（加工基準）→數銑（加工定位孔）→精車（加工偏心圓）→線切割（加工圓弧）→其它工序。

圖2

3 夾具設計

3.1 偏心車夾具

該套夾具主要由夾具體、定位銷、壓板、內六角螺釘組成（見圖2）。使用方法是：通過數控車床三爪卡盤夾持夾具體φ40外圓，用夾具體的偏心套孔裝夾零件，再用一個菱形定位銷固定零件的角向位置，然后用四個壓板均勻壓緊零件，最終來完成零件右端尺寸外圓、支口內孔偏心圓及其它相關尺寸的加工。

3.2 線切割夾具

該夾具主要完成瓶體兩處不規則圓弧R34.3及R34.5的線切割加工，夾具外形結構如圖3所示。

圖3

另外，為了預防夾具體在加工穿絲槽（穿絲孔）時變形，以致影響到夾具定位面的尺寸精度，因此設計成如圖3所示的整體封閉式結構。

4 結論

分析制定的工藝路線，針對該零件還是比較適宜的，它既考慮到了零件材料的特性，著眼于改善零件的切削性能，又兼顧到了零件的內外形特點，便于裝夾和防止零件變形。通過設計出一套專用偏心車夾具和一套不規則圓弧線切割夾具，來滿足零件加工的裝夾定位和測量，確保了零件加工的尺寸精度和外觀質量，達到了又快又好的目標，最終實現了零件加工質量的可靠性和穩定性。為其它偏心不規則類零件的加工提供了切實可行的參考。