某型發射裝置殼體內腔鏜孔加工工藝改進

公丕兵

（中國空空導彈研究院，洛陽 471009）

殼體的內腔加工是中國空空導彈研究院發射裝置產品零件配套生產中既具有自身特點又存在難度的加工工序。多個型號殼體的長度超過2000mm，內腔四周封閉。殼體的毛坯為擠壓鋁型材，毛坯的內腔留有加工余量，需要在殼體全長范圍進行內腔的半精加工與精加工。由于刀具無法進入殼體內部，現今被廣泛使用的數控加工設備如四軸、五軸、立式以及臥式，都無法勝任這類加工需求。多年來，在實際生產中，殼體的內腔加工所使用的設備都是自20世紀五六十年代起就被廣泛使用的傳統設備——臥式鏜床和C630車床。

臥式鏜床負責進行圓孔的加工。C630車床則是利用改制的銑刀桿，以車床代替銑床，進行圓孔上下端方槽的加工。無論是臥式鏜床還是C630車床，都是老舊的傳統設備，加工效率不高，但具有不可替代的作用。近些年，隨著數控設備的普及，殼體外形加工的很多工序都由原先的龍門銑、工具銑、搖臂鉆合并到了數控銑工序，極大地提高了加工效率，但始終無法提高內腔加工工序的水平。本文考慮對殼體內腔通孔的鏜削加工進行工藝改進，提高了鏜床工序的加工效率，減少了鏜床工序的零件積壓。

1 殼體內腔原加工工藝分析

殼體內腔加工是殼體整個加工工藝路線中最具特點和難點的工序。由于零件的特殊結構，鏜孔工序的難點在于如何在超過2000mm長的封閉內腔完成通孔的鏜削。同樣，在C630車床上進行內腔上下方槽的銑削也存在很大的工藝難度，要點是要利用鏜工工序鏜出的通孔作為導向支撐，用特制的刀具完成銑削。因此，鏜孔工序是完成整個內腔加工的基礎。

內腔工序分為半精加工與精加工。半精加工工序首先由鏜床鏜出φ93mm的通孔，C630車床以φ93mm孔作為定位導向，完成上下方槽的半精加工。精加工工序首先由鏜床鏜出φ95mm的通孔，C630車床再以φ95mm孔作為定位導向，完成上下方槽的精加工。

殼體內腔鏜孔工序的難點在于如何在超過2000mm的殼體全長范圍內，完成φ93mm和φ95mm通孔的鏜削。鏜刀桿加上主軸的長度需要鏜通2000mm長的孔，但鏜床工作臺的移動范圍達不到要求，只能分成兩次，分別從殼體的兩端開始鏜孔，到殼體的中間接刀，從而實現通孔的鏜削。即使是這樣，超過1000mm長度的鏜削也給加工帶來了很大困難。1000mm左右的半段殼體內腔孔采用分成兩次鏜削的辦法，首先使用短刀桿在殼體端部鏜出300mm左右的一段內腔孔，再換成長刀桿。長刀桿上裝有軸承導向套，與鏜好的內孔相配合。用長刀桿在短刀桿鏜出的孔末端開始鏜削時，軸承導向套剛好置于短刀桿鏜過的孔中，對刀桿起到了很好的支撐定位作用，使得刀桿可以正常鏜削并保證尺寸精度。隨著鏜削向殼體深處進行，軸承導向套隨之移動，并被新鏜出的孔所支撐，直到鏜完殼體的一半長度。

殼體的另一半通孔也按同樣的方法加工。完成整段殼體通孔鏜削，需要按照“一端短刀桿→長刀桿→另一端短刀桿→長刀桿”的工序頻繁更換刀桿。加工完后，整段通孔存在3處接刀痕跡，其中1處位于殼體中間，2處在短刀桿所鏜孔與長刀桿所鏜孔的相接處。

原加工方法存在的問題主要是生產效率低，更換刀桿煩瑣，半精加工和精加工共需裝夾長、短刀桿8次。本文將通過工藝改進提高殼體在鏜床上的加工效率。

2 工藝改進實施

根據鏜床的加工原理，單純從改進刀具和切削參數著手提高加工效率，效果不佳。要想顯著提高加工效率，最有效的方法是去掉更換長、短刀桿的步驟，一次鏜完半段殼體內腔。

原加工方法使用短刀桿鏜出300mm長的一段孔，是為了給長刀桿提供支撐和導向定位。如果在殼體端部之外給刀桿提供一個能起到同樣支撐導向定位作用的孔，就可以省掉短刀桿的步驟，直接用長刀桿完成加工。

要實現上述設想，需要設計一套工裝夾具。設計工裝夾具首先要考慮零件的定位與裝夾。原加工方法的定位方式是以殼體導軌面的導軌槽為定位基準，利用鏜床工作臺上的T形槽，在工作臺的兩端各放置一個長方形的定位塊，且兩個定位塊的寬度尺寸與導軌槽寬度配合。通過這樣的定位方式限制殼體零件的5個自由度，僅保留沿殼體長度方向移動的1個自由度[1]。裝夾方式是用壓板壓緊。原裝夾定位示意圖如圖1所示。

圖1 殼體原裝夾定位示意圖

新的工裝夾具考慮沿用原裝夾定位方式，但需要結合支撐導向孔。因此，在裝置內增加前、后2個墊板，在墊板上設置2個定位塊。定位塊的寬度尺寸與原定位塊一致，殼體被放置在墊板上，以定位塊定位，上方壓緊。對于殼體零件來說，這相當于抬高了鏜床工作臺。關鍵的支撐導向孔集成在前墊板上，同時設計了一個兩側帶凸臺的導向環。導向環中間的支撐導向孔由鏜床精鏜而成，其中孔徑與殼體零件鏜孔尺寸也就是長刀桿的軸承導向套外徑（φ93mm或φ95mm）相配合。導向環下方開定位槽，通過定位塊嵌在前墊板上，利用兩側凸臺上的螺釘安裝孔與前墊板上的螺紋孔用螺釘固定。鏜床精鏜支撐導向孔時，保證支撐導向孔的中心高與對應工序殼體通孔的中心高一致。組裝好的鏜孔工裝如圖2所示。

圖2 工裝裝配示意圖

3 結語

通過使用新設計的鏜孔工裝，實現了原先交替使用短刀桿、長刀桿才能實現的深孔鏜削，簡化了加工步驟，提高了加工效率。采用新方法加工，鏜削形成的接刀痕跡由原方法的3處接刀減少為1處接刀，提升了加工質量。本工藝改進實施以來已應用在多種型號殼體的鏜孔工序上，顯著提高了加工進度，減輕了勞動強度，提高了加工質量，減少了殼體內腔的接刀，為后續C630車床以內孔為導向銑削內腔方槽提供了更好的導向基準。