淺談高精度U型深槽類零件加工（一）

李軍超

（許昌煙草機械有限責任公司,河南 許昌 461000）

在異形類零件加工中，高精度U型深槽的加工以其加工工藝性差、加工應力變形、裝夾困難等難點，一直是持續(xù)困擾機加企業(yè)的加工難題。本文結合生產實例從工藝優(yōu)化、應力消除、裝夾方法三各方面對高精度U型深槽零件的加工方案進行了有益探索。

1 高精度U型深槽類零件的特征

以下面典型高精度U型深槽零件實例進行分析。

圖1 高精度U型深槽零件1簡圖

圖2 高精度U型深槽零件常規(guī)加工工藝

根據(jù)圖紙和工藝規(guī)程分析，我們發(fā)現(xiàn)該類零件有以下特征：

本文以該生產實例為例進行有針對性的闡述。

（1）結構為U型，加工去除材料量大。該U型開檔深達71mm，寬40mm。

（2）通常兼具薄壁零件特性。側壁僅厚7.5mm，是一個薄壁零件。

（3）公差精度要求嚴。對稱度為0.02mm、垂直度為0.015mm 。

（4）通常無法一次完成加工。以本實例為例40mm開檔需在30、60兩個道序加工完成，道序不集中，二次裝夾加工，開檔內壁不容易接平且易造成零件二次裝夾變形。

（5）加工過程中容易產生應力變形，形位公差不容易保證。

（6）通常槽內有曲面。加工R100圓弧容易造成零件的變形，影響加工質量。

2 高精度U型深槽類零件加工難點

根據(jù)上面對典型高精度U型深槽類零件實例的分析，我們可以歸納出該類零件加工具有以下難點：

（1）加工工藝性差。具體表現(xiàn)在槽深、壁薄、精度高、包含曲面。

（2）加工應力變形。具體表現(xiàn)在去除材料量大殘余應力不易消除。

（3）裝夾困難。具體表現(xiàn)壁薄、精度高且需要二次裝夾。

3 高精度U型深槽類零件加工方案探索

針對高精度U型深槽類零件加工難點，將從加工工藝性優(yōu)化、加工應力變形消除以及裝夾方法改進三各方面進行有針對性的探索：

本文先著重從加工工藝性優(yōu)化的進行探索

零件加工的難易與其要實現(xiàn)的功能有比較大的關系，故在完成同樣功能的情況下，零件的結構設計決定了零件加工的工藝性，所以零件的工藝性驗證是在確定零件的可加工性至關重要。還以上面的實例進行探索，以優(yōu)化R100圓弧結構為例進行分析。

3.1 R100圓弧要實現(xiàn)的功能

圖3 零件1與零件2配合關系

通過三維模擬裝配圖示，我們可以看到零件1在裝配過程中和零件2相配合使用，裝配的三維模型如圖3所示。把結合圖在中間剖開，如圖4，零件1和零件2之間能以 12孔中心為軸心做旋轉運動。R100圓弧和零件2上的11×15倒角保證在旋轉時兩個零件不發(fā)生干涉。

圖4 改進前裝配剖面圖

圖5 改進后裝配剖面圖

3.2 R100圓弧功能加工工藝性優(yōu)化

如果把R100圓弧改成斜直面的話，加工工藝性好了，但兩個零件會發(fā)生干涉。為了使兩個零件旋轉不發(fā)生干涉，通過作圖軟件作圖分析，如圖5，最終，得到如果同時把零件2上的11×15倒角擴大為15×25，就不會發(fā)生干涉。這樣，保證了零件1加工工藝性良好，同時不影響設計效果及機器功能。

最終，優(yōu)化后的零件變更為，如圖6。

圖6 零件1改進后簡圖

4 結論

本文根據(jù)高精度U型深槽類異形零件的特點，著重從零件的加工工藝性進行了闡述，為機加工企業(yè)攻克高精度U型深槽類異形零件提供了借鑒。

[1]陳宏鈞主編.實用機械加工工藝手冊[S].機械工業(yè)出版社,1997(06).

[2]梁炳文主編.機械加工工藝與竅門精選[M].機械工業(yè)出版社,2002(02).

[3]于克萍、胡慶安編.結構力學[M].西北工大出版社,2012(01).