巧用工裝在車床上加工方形體工件

■ 蘇州圣科閥門有限公司 （江蘇 215000） 劉安明 季 飛 張衛兵

現在大多數機械制造行業的企業都裝備了先進的加工設備，這充分體現出我國的制造業水平得到大幅度的提升。但是，這里也存在一些需要企業自身解決的問題，我們企業在加工一批閥體工件時就遇到過這樣的問題，工件如圖1所示。按工藝要求將圓柱體加工成方形體后制作成閥體，當時沒有高效率的適合加工方形體的設備。在這種情況下，沒有增置設備，也沒有依靠外部力量，而是在工藝、技術、設備和工裝上想辦法，經研究提出一套利用工裝在普通機床上加工方形體工件的方案，現總結如下：

（1）工藝分析：圖1閥體工件由圓鋼下料成毛坯，在沒有合適設備情況下，先將工件處圓（方形體加工前的尺寸）及一端面加工好，然后加工另一端面并保證圖1中45mm的尺寸，即先加工出工件的長度尺寸。然后在數控加工中心機床上加工出圖1中φ40+0.05+0mm的孔、φ50mm的臺階及φ14mm均布通孔，至此，加工方形體前所要加工的工序已加工完畢，因為可以利用φ40+0.05+0mm的孔、φ14mm的孔定位以加工出方形體。所以這兩道工序很重要，在工裝上起到關鍵作用。經過上述工藝分析后，制定了工裝的制作方案。

圖1 工件

（2）工裝的制作：工裝要保證產品質量、提高工效且經濟方便，最主要的一點是要加工出工件。工裝的組成如圖2所示。工裝的材料為45鋼，下料后經熱處理工藝處理以提高材料的強度。夾具體上部加工成四方體，下部為圓柱體。

四方體可裝夾4個工件體現其高效性。首先加工出適合車床夾持的圓柱體及端面部分，并在端面中間打1通孔（工藝孔），可用來支撐回轉頂尖和加工夾具體其他工序用。然后加工另一端面并保證兩端面平行度達±0.2mm，以保證夾具體的精度。當上述工序做好后，數控加工中心機床加工其余部分尺寸，在夾具體中心孔即工藝孔中放入螺釘和壓板，用螺母將夾具體緊固在工作臺上，先加工出夾具體4個面，然后按圖1中φ40+0.05+0mm孔、φ50mm臺階及φ14mm均布孔的尺寸，在夾具體4個面上加工出相應的孔。φ14mm的孔可放定位銷，限制工件方向的自由度（φ14mm的孔可按工裝設計打兩個孔即可），φ40+0+0.05mm的孔放定位套，用來限制工件中心的自由度，同時在φ40+0.05+0mm的孔中加工出螺釘底孔，以安裝螺釘，用來加工下道工序固定工件用。

在制作φ40+0.05+0mm孔時，要注意該孔中心到夾具體端面的尺寸，以保證裝夾工件和加工過程的一致性。如φ40+0.05+0mm的中心尺寸到夾具體端面最好在39mm，工件高出端面1mm，給加工和測量帶來極大地方便。夾具體制作完成，再加工夾具體上的輔助零件，如圖2所示，這時工裝全部制作完成。工裝制作完成實體如圖3所示。

（3）工件加工：夾具體裝夾在車床上經試運轉（從低速到高速）一切正常。在兩個φ14mm孔中安裝定位銷起限制工件方向的定位作用（在實際加工過程中后來只安裝了1個定位銷，雖然裝夾工件少了1個定位銷，但提高了裝夾工件的效率，仍達到限制工件自由度的目的，滿足裝夾工件的要求）。在φ45+0.05+0mm的孔中安裝定位套和螺釘，放入工件和墊片，用螺母緊固工件，限制工件2個自由度，保證工件整體裝夾安全。

工件裝夾好后可用回轉頂尖頂住夾具體，以保證工件加工過程中更平穩安全，如圖4所示。當4個工件裝夾好后，操作者要再仔細檢查一遍工件是否裝夾完好。加工時，4個工件同時加工1個面，相當于1次加工1個工件，體現出高效的特點。因為這是斷續切削車床，主軸轉速可以適當調大，使工件形成1個整體，走刀速度可以減緩。車刀選用45°角，有利于切削。

圖2 工裝組圖

圖3 工裝實體

在加工過程中，走刀順暢切削干脆，工件安裝牢固，沒有出現松動等不良現象，夾具在回轉頂尖支撐下轉動平穩且裝夾牢固。當工件1面加工好后，松開螺母取下工件重新安裝好繼續加工另1面。反復幾次后，工件4面全部加工好，1個完整的四方體工件加工完成，經檢驗完全符合圖樣要求。通過實際生產證明該工裝利用普通車床加工方形體完全適用，整套工裝剛性好，是1種高效率加工方體工件的方法。

圖 4

（4）在沒有專用和高效率加工方形體工件設備的情況下，利用工裝在現有的普通車床上加工出方形體工件，在沒有外部力量和增加設備的情況下順利的完成了生產任務。通過生產實踐證明該套工裝操作簡易、設計合理、效率高及可行性強。希望給同類生產設計提供借鑒，共同進步。

[1] 蔡春源，汪愷．機械設計手冊[M]．北京：機械工業出版社，2000．