內圓弧車序加工工藝設計

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作者：黃華賓

單位：山東常林機械集團

來源：《金屬加工（冷加工）》2017年第1期

我司生產的一種液壓產品中，一款液壓軸向柱塞泵的聯接法蘭的材料為HT300C，在加工過程中，加工主要部位為上下兩段圓弧的a、b、c三個部位，加工難點是其內側兩段圓弧的加工，如圖1所示，對圓弧的平行度、位置度和圓弧度及圓弧側面垂直度要求較為嚴格，加工難度較大。

圖1法蘭部分尺寸

1.零件工藝分析

對工件尺寸及形位公差進行分析，加工難點在於面輪廓度為0.01mm，平行度為0.02mm，位置度0.08mm，圓弧半徑61+0.02mm，加工面不是半球，而是小於180°的圓弧。傳統的加工內圓弧工藝設計採用加工中心對其圓弧進行銑削或鏜削，對設備功能要求較高。從降低設備投入成本和提高產品生產效率為出發點，改銑削或鏜削為車削，應用普通數控車床加工，完成對內圓弧的車削。

2. 零件加工方法

傳統加工內半圓弧加工方法一般都是採用銑削或鏜削，即仿照加工內孔的方法加工，其原理是定尺寸刀具法加工，圓弧半徑和成型刀具的半徑相等。銑削或鏜削時，刀具做旋轉運動，同時為保證工件兩端圓弧的輪廓度，刀具進給方向需要單向進刀，這樣工件需要繞機床主軸旋轉180°，要保證上述切削運動的同時進行，需要配備至少5軸以上的加工中心，對刀具和工裝的剛性要求更高。目前現有的工裝夾具在銑削時，一次裝夾只能完成一件工件的加工，加之工藝裝備的影響，產品的生產效率低，不能滿足加工的需求，需改變加工工藝，改銑削或鏜削為車削，一次裝夾完成2件加工。經上述分析，設計製作了高精度車削夾具，如圖2所示。

圖2夾具組合工裝

1.定位銷2.鎖緊螺栓3.開口壓板4.定位環5.法蘭（產品）6.壓桿7.底盤8.連接盤9.夾具體10.內六角螺釘

3. 夾具結構及工作原理

將連接盤8通過聯接螺栓與機床的連接盤聯接在一起。夾具體9用內六角螺栓10固定在連接盤8上，由於被加工件對限位基面（夾具體兩側表面）平面度和表面粗糙度的要求很高，所以採用定位環4、定位銷1和夾具體9相分離的結構，便於對限位基面的加工製作和後期的更換。定位環4的形狀與被加工面的基面相似，把被加工件扣在固定支架兩側面，由於法蘭端面、定位銷孔和子口外圓前序加工完成，使兩者的配合間隙配合，限制工件的6個自由度。通過壓桿6、開口壓板3，對工件壓緊。兩處的壓緊裝置對稱布置，使夾緊過程中工件的主定位面與夾具的主定位基準完全重合，保證工件重複裝夾定位精度，減小定位誤差。完成加工後，只需把螺栓鬆開，把開口壓板3取出，對法蘭進行更換，完成工件的裝卸任務，方便、快捷、高效且減少勞動強度。

工件在車削時，自製了專用刀具，同一把刀桿，安裝兩把切削方向相反的刀片（見圖3），能夠向上和向下分別切削工件上、下側圓弧b、圓弧側面a和退刀槽c，通過一次加工，完成上下兩段圓弧的切削。