薄壁筒體機加工中工藝邊與基準轉換的運用

石顯桃

【摘要】某薄壁筒體零件，外形不規則，內扣及密封槽尺寸精度高、表面粗糙度要求高、形位公差嚴，是設計關鍵指標，也是加工難點。而可靠定位與合理的工藝基準是零件順利加工并滿足要求的關鍵。本文所述的工藝方法，巧設工藝邊，并進行合理的基準轉換，最終保證了各項設計指標。

【關鍵詞】薄壁筒體 可靠定位 工藝邊 基準轉換

一、引言

筒體零件是機械加工中常見的零件類型，在強度足夠且外型規則的情況下，通常零件的設計要素即可作為工藝基準并用V形塊、定位套筒等實現可靠裝夾定位。但如零件為薄壁，裝夾首先成為難題，如外型再不規則，則工藝基準的選擇又將成為另一難題。本文介紹了一種利用工藝邊可靠裝夾并進行基準正確轉換，從而最終實現零件的加工并滿足精度要求的方法。

二、零件簡介及加工難點

典型零件如圖1所示，壁薄，內孔及密封槽尺寸精度高、表面粗糙度要求高、形位公差嚴。其主要的加工難點有：

（1）不足4mm的壁厚，外圓定位裝夾完成內孔加工不可行，必須考慮工裝或工藝邊。

（2）零件三檔內孔及三處密封槽尺寸要求高，公差僅為0.03mm、形位公差嚴，跳動僅為0.03，表面粗糙度高，內孔最高為0.2，密封槽為1.6，加工要素分布于零件整個內孔，不能一次裝夾實現，要涉及不同的工種。加工中必須考慮基準的合理轉換。

（3）外形上留一凸臺用于加工油路孔，不規則，不能選擇為工藝基準，“基準重合”的原則在該零件加工中不能實現。

因此，加工出合格零件的關鍵是：確保定位可靠且裝夾變形不足以影響零件尺寸、多次加工基準的合理轉換。

三、工藝方案

（一）內孔及密封槽的工藝流程

其工藝流程為：……——大端內孔半精加工（車）——小端內孔半精加工（車）——密封槽粗、精加工（車）——內孔精加工（內磨）——內孔光整加工（珩磨）——……

（二）工藝邊的選擇

零件壁薄無法直接裝夾，考慮工裝或工藝邊輔助實現。

不規則的零件外型給工裝的設計增加了困難，非對等力直接作用于零件也將形成一定的裝夾變形。加工內孔時，使用工裝可操作性不強。

根據零件特點，工藝邊的選擇成為了可靠定位的首選方案。

如圖2，增加工藝邊，相當于增加了一法蘭邊，利用法蘭邊裝夾定位是常規有效的工藝方法。僅需在毛坯選擇時，預留了Φ155×35一段，即可實現。

（三）基準選擇且與工藝邊配合使用

（1）工藝基準的實現與工藝邊的精加工。在加工工藝基準前，必須考慮其實現的定位方式，套筒類零件為保證內外圓軸心同軸，常用心軸進行定位。為確保設計基準（圖1中的A基準內孔）正確轉換，選擇了如圖3所示的零件內孔作為定位基準，采用芯棒進行裝夾定位，在車床上采取雙頂尖一次裝夾，精加工工藝基準與工藝邊，使得基準的轉換得以實現。

如圖4，將零件組裝在芯棒上并在右端用螺母可靠裝夾，一次加工出A、B、C、A基準。

（2）內孔半精加工與密封槽精加工?；鶞逝c工藝邊精加工后，即可在后續工序中作為裝夾面與工藝基準，確保零件加工質量。

如圖5，一夾一撐，并找正圖4中的A、B基準，一次完成大端內孔半精加工。然后，調頭一夾一頂，同樣找正圖4中的A、B基準，一次完成小端內孔半精加工，最后，裝夾不變，完成密封槽的粗、精加工。雖經歷了兩次裝夾，但工藝基準均統一到A、B基準上，所以半精加工后的內孔與密封槽的相關要求得到了保證。

（3）內孔精加工、光整加工。如圖6，內孔進行精加工與光整加工前，在平面磨床上找正圖4中的A、B基準，加工E面。內孔的精加工在內圓磨床上實現，以E面定位，利用零件418螺紋孔緊固，由于零件有兩處內孔表面粗糙度為0.02，內磨精加工不能滿足要求，需留0.02光整加工余量。光整加工時，裝夾定位同精加工，在珩磨機床上實現。

內孔的精加工與光整加工雖然基準不同于內孔半精加工與密封槽加工基準，但同樣利用前工序選定的圖4中的A、B基準進行了可靠轉換，精加工后的相關設計指標也得到了保證。

最后，在檢測結束后，找正圖4中的D基準利用線切割機床保證零件長度切除工藝邊，零件加工完畢。

四、結語

本文以某薄壁筒體零件為例，結合工作實際，簡述了利用工藝邊裝夾零件并進行正確基準轉換最終完成零件加工、保證較高設計指標的方法。該方法對同類零件的加工有一定的借鑒價值。

參考文獻：

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