支架加工工藝及工裝設計

陳建國

(杭州啟步機械有限公司，浙江 杭州311251)

如圖1 所示為支架產品，材料為球墨鑄，鐵牌號QT450 －10。形狀復雜，加工精度高，剛度差。雖然加工內容并不煩多。在鏜床上進行鏜削加工，由于鑄件為毛坯件，只能使用粗基準定位，導致安裝定位壓緊變形，工件加工后，變形還原，同軸度要求超差，而且工件裝夾校正費時，右端孔徑Φ100 +0.10+0.05 mm 內端面的加工也很困難。在加工內端面時振動很大，端面的表面粗糙度也很難達到Ra6.3 μm 的要求。在鏜床上加工的方案經現(xiàn)場實際試驗不可行。后改在車床上加工，經過多次工藝試驗成功達到產品技術要求。加工方法如下。

1 零件結構特點及技術要求分析

(1)圖1 所示產品毛坯為球墨鑄件，經時效處理，重量為13.2 kg。

(2)產品為框架形結構，長徑比較大，加工剛度較差。

(3)主要技術要求如下:

2 工藝分析及工藝措施

(1)由于加工工件剛度差，長徑比較大，加工時在工件和刀具之間會發(fā)生較大的振動，對工件表面粗糙度、加工精度、刀具耐用度都帶來不利的影響，從而影響產品質量和加工效率。必須在加工工藝、工裝設計、刀具參數(shù)選擇等方面綜合考慮。

(2)工藝工裝設計，根據產品結構剛度差，裝夾困難的問題。首先考慮為后道工序加工出一個精基準。方便工件定位，增大工件與夾具的接觸面積，增強工件夾持系統(tǒng)剛度，考慮采用軸向夾緊，減小裝夾引起的變形。同時工件在切削過程中由于受到刀具切削力的作用，工件會產生扭曲形變，工件裝夾時，在工裝上合理配置正確的支撐點，使支撐點盡可能靠近加工面，且選擇受力不易引起夾緊變形的位置。

(3)刀具幾何參數(shù)及切削用量選擇，實現(xiàn)穩(wěn)定的切削過程，必須合理選擇刀具的幾何參數(shù)，盡可能減小切削阻力，使切削力盡可能作用在工件軸向上。內孔車削刀具角度選取較大的前角γo(15°)和較大的主偏角κr(75°)，端面車削刀具角度選取較大的前角γo(10°)和較小的主偏角κr(25°)。以減小切削阻力和徑向力。調整切削速度vc，合理增大進給量f(0.35～0.40 mm/r)，避開切削速度自振臨界點。經過現(xiàn)場試驗驗證工件轉速在285～400 r/min 時，能有效消除和減小振動。

(4)優(yōu)化工藝方案。針對上述問題，經過研究，采用在車床上加工，設計制作相關夾具。實踐證明，此工藝及工裝能保證零件精度要求，而且實用高效方便。

3 加工工藝過程

(4)其余螺孔用臥式數(shù)控回轉臺在加工中心上加工。

4 結語

由于在生產加工前對產品的工藝結構，技術要求及在生產加工中可能發(fā)生的問題進行了充分分析和試驗，采用此工藝及工裝，通過對支架6 個系列產品的加工。生產實踐證明加工工藝穩(wěn)定可靠，產品質量符合技術要求。

［1］徐圣群. 簡明機械加工工藝手冊［M］. 上海:上海科學技術出版社，1991

［2］楊叔子. 機械加工工藝師手冊［M］. 北京:機械工業(yè)出版社，2001

［3］機械制造工藝理論基礎編寫組. 機械制造工藝理論家［M］. 上海:上海科學技術出版社，1980