“揚頭六通”加工工藝的設計

于宗善

（江蘇省新沂中等專業學校， 江蘇 新沂 221400）

引言

“揚頭六通”，顧名思義，形狀像羊頭，六面相通。它屬于形狀不規則體，實物圖見圖1，“揚頭六通”體積很大，兩個錐面結構，中間柱面與錐面各成25°與45°關系，在與垂直面25°的錐形面分布4個平面，相對兩個各成90°，上下兩平行面一圓一方共六面，六面均為法蘭面，其上均布分列螺栓孔，中間各有主孔，孔口有墊環槽。各主孔相匯于一點，把各法蘭面連接起來。它主要用于石油輸送過程中各管道連接交匯處，通過法蘭面連接，將五個方向輸送過來的油氣匯集這里，由第六面上的主孔輸送出去，是油氣輸送過程中比較關鍵的部件。法蘭面上的墊環槽是與法蘭管線密封的關鍵，墊環槽的幾何形狀都是帶有23°斜坡的二維輪廓形狀，見圖2所示。槽中放有墊環，兩個法蘭面靠螺栓連接，在槽中的墊環由于受力與槽的側壁形成線接觸，起到密封作用[2]，由于使用環境比較惡劣，密封區域容易被腐蝕，故環槽側壁的表面質量和尺寸精度相當嚴格。

1“揚頭六通”的機加工工藝路線

圖1 揚頭六通實物圖

圖2 墊環槽圖（mm）

1.1 調質前的加工

立式車床（盡可能多地去除余量及車出下道工序的裝夾空間）→臥式車床（車出與豎直面成25°的錐面，以及端面，截出長短及中間主孔）→鏜銑床（銑錐面上的四個平面，盡可能多去除余量）→鉆床（鉆四個斜面上的孔）。

1.2 調質后的加工

臥式車床（精加工25°錐面及端面，保證其尺寸符合要求）→立式銑床（精銑后斷面，與前端面平行）→臥式加工中心（精加工四個斜面，及精鏜各孔，銑墊環槽，打孔攻絲）→立式車床（車45°斜面，精車主孔各尺寸）。

2“揚頭六通”法蘭面墊環形槽的加工工藝路線分析

法蘭面墊環槽要求有較高的密封精度，加工難度很大，普通車削加工很難保證表面質量和尺寸精度。通常的法蘭面墊環槽在臥式普通車床上或臥式數控車床加工，由于“揚頭六通”結構異形，在車床卡盤不易裝卡，故采用加工中心加工。工藝路線如下：Φ7.5 mm鉆頭鉆工藝孔→Φ8 mm立銑刀銑圓柱槽→23°成形立銑刀，兩面擴刀，留下少許余量→23°成形立銑刀精加工兩面，達到尺寸及表面粗糙度要求→45°倒角刀尖角倒鈍。

從墊環槽的加工路線來看很簡單，就是一個的圓環槽，不過要達到所要求的表面粗糙度及尺寸精度，相對較難，第一從刀具選用上考慮，整體合金銑刀較好，采用高速旋轉加工，提高表面質量。第二是從加工余量上考慮，粗加工為精加工留下最合適的余量最為關鍵。因為在加工過程中既要考慮到量要壓住刀刃，又要計算好余量不能過大而損壞刀刃。

傳統的加工過程是：垂直下刀→兩面直接擴刀圓周銑削→垂直提刀，所編數控加工程序如下:

理論上，該程序完全符合數控加工的編程要求，但是，實際加工效果卻不盡人意，首先是在下刀點處，圓環槽側壁及底部刀痕非常明顯，并且刀痕深度較深，這些刀痕將直接影響到槽的密封效果；其次是下刀點附近槽寬尺寸波動較大，機加工精度不夠。這兩點缺陷表明，墊環槽加工質量精度不夠的特征都體現在下刀點及其附近。在提高加工精度時，考慮從下刀方式上找問題，并對其提出改進措施。

3 法蘭面墊環形槽加工改進措施

由于墊環槽在高壓密封過程中屬于線接觸密封，起刀點不能留下任何刀痕，所以在加工過程中做了一些優化調整。首先，改變銑削過程中的進刀路線，將原來的直接進刀改為圓弧進刀，改變加工層數，將原來的一層到位的加工過程改變成粗精兩層加工，粗加工為精加工留下少許余量，進而保證其尺寸精度與表面質量，改后的加工程序如下：

經上述程序的加工，墊環槽側壁的表面質量及尺寸精度可以滿足零件的密封要求。

4 結語

從這一實例可以看出，不管多復雜的零件，只要經過實際加工過程的多次檢驗，不斷摸索改進，就能達到要求的加工精度，更好地滿足使用要求。