“組合拆分”加工半圓槽滑套

德州聯合石油機械有限公司(山東 253034）侯祖剛 駱亞敏

我公司生產的四孔滑套，用于傳遞特殊花鍵的轉矩。受生產條件和加工設備的限制，一直沒有找到大幅提高生產效率的方法。從圖1可以看出，工件形狀并不復雜，內孔中的4個R15mm半圓槽是加工的難點和重點，公司缺少這方面的專用設備，外協加工的費用也居高不下，半圓槽工序一度成為制約生產的瓶頸，費工費力，還出現不少廢品。公司決定，在現有的數控車床和普通鉆床基礎上，開拓思路，尋求新的工藝方案。以前，我們曾嘗試過兩種不同的加工方法。

圖1 四孔滑套

1.開放式加工

(1)鋸床下料:φ120mm×30mm無縫管，長度105mm(重6kg)。

(2)數控車床:車外圓，去平兩端面，粗精車φ65mm通孔至尺寸 (見圖2)。

(3)數控銑床:卡外圓，按φ65mm內孔找正，粗精銑4個R15mm半圓槽至尺寸。

優點:一次裝夾粗精車內孔至成品尺寸，容易保證尺寸公差和表面精度。數控車床設備資源多，加工效率高，便于組織規模化生產。銑削4個R15mm半圓槽時為開放式加工，進刀和退刀時沒有太多的限制和干涉。不必采用圓弧切入切出的進退刀方式，排屑流暢，冷卻充分，銑削刀具可實現高速切削。

缺點:開放式銑削半圓槽，需要多臺數控銑床，企業一次性投資太大。銑槽工序安裝找正困難，很難保證4個R15mm半圓槽與φ65mm內孔之間的位置精度要求。粗銑時需要去除很大一部分加工余量，刀具磨損較快。精銑時需要小直徑的整體硬質合金銑刀，價格昂貴，破損后很難再做到重復利用。

圖2 開放式加工示意圖

2.封閉式加工

(1)鋸床下料:φ120mm圓鋼，長度 105mm(重9kg)。

(2)普通車床:車外圓，平兩頭端面，鉆φ32mm通孔。

(3)立式鉆床:夾外圓，上專用鉆模，鉆4個φ29.7mm內孔，φ29.7mm平底鉆靠平4個φ29.7mm孔底端面。鉸4個φ30mm內孔至尺寸，保證尺寸和表面粗糙度要求 (見圖3)。

(4)普通車床:夾外圓找正，車對φ65mm通孔，清除毛刺。

優點:充分利用公司現有普通切削設備，使用價格低廉的鉆頭、鉸刀等常規刀具，以鉆模工裝精確定位，完成4個φ30mm內孔的鉆鉸加工，最后車削φ65mm通孔至尺寸，除料后形成4個R15mm半圓槽。減少特殊工藝環節對高端設備的依賴。

圖3 封閉式加工示意圖

缺點:工序車削內孔時，車刀為斷續切削，主軸轉速上不去，刀具進給也不能放得太快。上工序節省下的時間又浪費在去除內孔余量上，整體效率不高。刀刃受沖擊力的影響，容易出現破損，切屑也容易劃傷R15m圓槽表面。更重要的是長期使用此種加工方法，會破壞車床精度，造成零部件損壞。

3.組合拆分加工

眾所周知，金屬切削方式中，車削的效率最高，其次是鉆削。當鉆孔部位不是一個完整的圓柱體時，可以采用組合鑲裝的方法，增加一段相同的材料補齊缺口，為后續的孔加工做好準備。工藝人員經過反復論證，保留了搖臂鉆床+鉆模定位的4個φ30mm內孔加工方法，使用公司現有的壓力機設備，制定“組合拆分”的工藝方案。有效避免了斷續車削存在的弊端。

工藝步驟如下:

(1)下料:φ120mm×30mm無縫管，長度105mm(重 6kg)。φ70mm圓鋼，長度 105mm(重3kg)。

(2)數控車床:精車無縫管外圓，平兩端面，精車φ65mm通孔至尺寸。精車圓鋼至φ65mm工藝堵頭尺寸，平端面，倒鈍尖角 (見圖4)。

圖4 組裝示意圖

(3)壓力機:將工藝堵頭壓入滑套內孔，過盈量0.02～0.04mm。

(4)普通車床:卡架，去平滑套兩端面即可。

(5)普通鉆床:上鉆模定位，鉆鉸4個φ30mm內孔至圖樣尺寸。

(6)壓力機:將工藝堵頭壓出滑套內孔，加工完畢。

注意事項:工藝堵頭選擇與滑套相同的材質和熱處理要求，保持兩者的材料硬度和熱膨脹系數一致，過盈配合的間隙要求較為嚴格，滑套內孔和工藝堵頭的外圓要嚴格按照工藝規定的尺寸和表面粗糙度要求加工。為保證尺寸的一致性，必須使用高精度的數控車床，操作者負責將φ65mm實測尺寸的公差帶位置寫在工件端面上，鑲裝時分組配合，保證過盈量φ0.02～φ0.04mm。壓入堵頭時，工件內孔要涂抹潤滑油，加工完4個φ30mm內孔;壓出堵頭時，壓力機用力要平穩均勻。

4.綜合效益分析

“組合拆分”的工藝方案與“封閉式加工”比較，原材料投入相差不多，加工過程卻明顯改善。省去了斷續車削φ65mm內孔工序的工時和刀具費用，優勢不言而喻。和“開放式加工”比較，雖然增加了一段材料，但提高了加工效率和設備利用率。兩者之間的優劣得失，要做具體的分析。

(1)原材料成本方面，工藝堵頭采用φ70mm×105mm圓鋼，重約3kg，按照當前的鋼材價格和加工費用，不超過20元，壓力機“組裝拆分”的費用很低 (2元)，剩余的廢料和切屑還可以回收一部分成本，總共增加成本不超過22元。

(2)加工成本方面，省去了數控銑床工序的外協加工費用 (80元)，以普通鉆床代替數控銑床完成高難度工序的加工，既保證了產品質量和生產進度，又節約了購置設備的巨額費用。

5.結語

“組合拆分”的工藝方案作為一種嶄新的加工方法，以增加一段材料的代價換取加工效率的大幅提升。在實際生產中取得了很好的效果，既可以快速去除內孔余量，又可以不破壞半圓槽的已加工表面，生產效率提高了3倍，產品利潤顯著提高。