聯接體空間夾角復合孔加工工藝

河南林業職業學院（洛陽 471000） 安存勝

聯接體是用于聯接瀝青路面冷再生機液壓馬達的一個重要零部件，其結構如圖1所示。該工件的主要加工難點是復合孔的加工（圖1及局部剖視圖中K、L、M、N等各部位），該復合孔加工難點有二，一是該復合孔的主要作用是連通沖洗閥，而由于上述各孔尺寸均較小，且具有一定形位精度要求，加工起來有一定難度；二是組合孔與工件理論中心如圖1所示有15°的夾角，屬于空間角度，且加工后要求復合孔中心線必須要與C孔中心線交會且與B孔完全貫通，從而確保沖洗油液的流量、壓力和順利進出。通過對該工件結構的使用原理進行分析，遵循抓大放小的原則，淡化了圖樣設計中的一些不盡合理的設計要求，采取了一套實用有效的工藝方法，保證了該工件的實用要求。

1.工藝分析

針對該工件的結構特點，將該工件的加工工序分為車、銑槽、劃線、鉆、劃線、鏜、鉗工六個工序完成，其中復合孔及圖1中的G、H兩面，O、J孔在鏜床上加工，圖1所示“槽”在鉆工序前采用銑削方法進行加工（槽形狀參見圖2），其余部位分別在車床和鉆床上加工完成。之所以將銑“槽”安排在鉆孔工序前是因為該“槽”與一同處于D面的各孔之間有一定位置精度要求，這樣在鉆工序使用鉆夾具時，可以將該槽孔作為鉆夾具定位基準，能有效提高D面上各孔與槽孔之間的位置精度，提高鉆孔定位效率。

2.車削工藝

在數控車床上采用自定心卡盤夾工件大端外圓，校正小端外圓及端面，粗、精車小端外圓及端面，大端外圓車一刀，留余量，供調頭車削時校正用。工件調頭，夾已車好的小端外圓，利用百分表校正已加工外圓（從小端延伸至大端已車削部位），確保跳動精度誤差應小于0.02mm，粗、精車其余各部位。之所以將車削工序安排在數控車上完成主要是基于三個因素：一是尺寸及形位精度加工精度較高；二是機床剛性好，切削效率高；三是可以采用G97恒線速指令，確保端面加工時從最外圓到中心一致的切削線速度，保持端面加工表面粗糙度的一致。

3.劃線工藝

以工件已加工外圓為基準，按照圖1所示劃Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ十字中心線，繞工件表面一周。并以此為基準，劃“槽”銑削加工線。

4.銑削工藝

工件平放工作臺，校正槽加工線，壓板壓緊工件，銑“槽”至圖樣要求。

5.鉆孔工藝

用鉆模，以工件大端外圓為定位基準，并將鉆模上定位孔與零件上槽孔對齊，插入定位銷定位，壓緊鉆模，鉆D面上所有孔至要求（參見圖2所示各孔），去掉鉆模，鉆擴沉孔致圖樣要求。為確保各孔在D面上的形位精度，鉆模上各引導孔在數控加工中心加工完成，且鉆模與工件大端外圓最大定位間隙應小于0.05mm。

6.二次劃線工藝

如圖2所示，以工件大端外圓為尺寸參考基準，并通過圖2所示對應前道鉆工序采用鉆模鉆出的兩孔中心，劃工件Ⅲ—Ⅲ中心線。與Ⅲ—Ⅲ中心線垂直，同樣以工件大端外圓為尺寸參考基準劃另一條中心線（圖2中已顯示但未做標注），該中心線同時也通過D面上兩個對應孔中心，并與其中一孔中心孔壁處交匯形成圖示F點。由于圖2所示B、C兩孔及D面上其他各孔均采用鉆模引導定位鉆孔，其與D面上F點處孔形位精度可以有效得到保證，此時以此參考點及中心線按照15°夾角劃A—A中心線（圖樣設計要求），此時中心線夾角15°的精度是可以基本保證的，在后道工序加工復合孔時作為裝夾校正基準。上述劃線工作完成后，以Ⅲ—Ⅲ中心線為基準，劃圖1所示G、H兩面加工線。

7.鏜孔工藝方案

將工件D面平放鏜床工作臺，校正Ⅲ—Ⅲ中心線，壓板壓緊工件臺階面，先粗、精銑兩側G、H面至尺寸要求。加工完上述兩面后，利用鏜床數顯裝置找正坐標定位移動尺寸，鉆、鏜O孔，鉆、攻各J孔，松開工件待下一步加工復合孔。

加工復合孔工藝需要強調的一點是，如前文所述，復合孔加工后中心線必須要與C孔中心線交會且與B孔完全相通，且復合孔中心線按照設計要求與工件理論中心之間夾角為15°。而從工件加工角度而言，由于裝夾、校正及前道工序加工精度的誤差積累，完全實現設計理論的15°夾角的加工位置精度時有難度的，即使在保證進刀位置處于15°要求的前提下，在實際加工過程中也很有可能會出現復合孔與B孔之間不能完全有效貫通的情況（即能貫通，但會略微產生錯位），這樣會對沖洗油液的流量、流速、壓力造成影響，不利于保證液壓元件的沖洗效果。而就該工件的實際使用而言，只要復合孔中心線要與C孔中心線交會且與B孔實現80％的貫通，對液壓油的流量和油壓均不會造成任何影響，也就不影響液壓系統的使用效果；因此，該復合孔的首要加工要求是要保證復合孔中心線要與C孔中心線交會且與B孔盡可能完全相通（但可不完全貫通），明白了這一點，就可為后面的加工帶來極大的方便。

正因為如此，在鏜床上加工完上述各G、H面及O、J孔后，首先將工件翻面重新裝夾，將圖1所示工件E面平放在工作臺上。之所以要翻面，這是因為C、B兩孔為盲孔，只有D面朝上，B、C孔孔位才能處于暴露狀態，便于后面的A—A中心線校正操作。校正方法是先沿鏜床X方向校平已加工的工件G面，用壓板壓緊工件，然后將工作臺按照該工件設計理論角度旋轉15°。此時按照圖2所示，在主軸上安裝鉆夾頭及鉆頭，并使鉆頭處于工件A—A中心線上方，將鉆頭中心線對準A—A中心線，不斷移動主軸使主軸沿A—A中心線方向前進倒退。操作工從上向下看，即“肉眼觀察法”，通過鉆尖移動軌跡與A—A中心線及B、C兩孔位置的反復對照，基本可以準確地判斷出此時鉆頭所處坐標位置能否將C、B孔貫穿。若不能，淡化15°角度值的參考作用，微量調整工件在工作臺上的裝夾位置，如此反復，直到確保鉆頭中心進給位置與A—A中心線基本處于同一參考平面內。若可以，則將此位置作為加工復合孔時的坐標位置記錄下來，然后先加工圖1所示N面，使鉆削前有一個平整的進刀平面，提高鉆頭定位精度，并減少鉆頭偏擺，然后按照前述坐標位置，依次鉆、鉸、攻復合孔至要求，這樣加工出來的復合孔，肯定能與B、C兩孔貫通，且夾角基本符合設計的理論角度。工件加工完成后，由鉗工進行修毛刺，采用高壓清洗工藝清理內部切屑，確保工件清潔。

8.結語

實際上對于工程機械許多零部件的加工制造而言，只要搞清楚一些零部件的作用，就可以在加工過程中抓住主要矛盾，消除一些沒有必要的設計要求對加工效率及加工精度的影響，使加工工藝實用、有效、簡化，減少專用夾具的制造投入及校正的麻煩，從而化繁為簡，為企業創造經濟效益。