一種多孔盤類工件的加工工藝分析

孫自龍 吳傳軍

(德州德隆(集團)機床有限責任公司，山東 德州253003)

在機械加工現場經常遇到一種盤類工件，其端面上分布多個有尺寸公差要求的孔。而且各孔相對于工件的基準有著較嚴格的形位公差要求。該類工件按常規的鉆鏜方法加工，效率低，成本太高。本文介紹了在普通車床上安裝自行設計的夾具進行車削加工的具體工藝。

1 工件結構及工藝分析

零件圖如圖1。

該多孔盤工件內孔φ182+0.063mm 為基準孔，外圓要求與基準孔同軸0.03 mm。6－φ19 mm通孔為螺栓過孔，中心位于φ155 圓周孔上且等分布置。其余13－φ34+0.027mm 孔分布在各不同的圓周上，各孔的尺寸及表面質量要求嚴格，而且各孔相對于基準孔φ182+0.063mm 有嚴格位置精度要求，位置度要求為φ0.10 mm。

2 加工方法分析

圖1 中6－φ19 mm 通孔為穿固定螺栓用的通孔，精度較低，可以通過平臺劃線、鉆床鉆孔的方法加工。因外圓φ190－0.2－0.3mm 的表面質量及要求的位置精度較高，可以用外圓磨床以工件中間的φ34+0.027mm 孔為工藝基準磨削完成，該φ34+0.027mm 孔應與工件的設計基準孔φ182+0.063mm 保持同軸。

這里主要介紹了13－φ34+0.027mm 孔的加工。對于單件小批量加工，可以采用臥式加工中心編程加工各孔，精度易保證，但加工中心的消耗、工時成本及勞動力成本均太高，對大批量工件的加工，效率相對非常低，大大降低了經濟效益。如果采用普通鏜床加工，因各加工孔數量較多，各孔的坐標計算比較繁瑣。對操作者計算及操作技能均要求較高，加工難度也很大。通過仔細分析研究，根據以往工作經驗，采用夾具在普通臥式車床CW6163 上加工，靠夾具自身精度保證各孔位置精度，靠加工者操作技能保證各孔的尺寸要求及表面精度。此方法加工簡單，生產成本較低。

3 夾具結構原理分析

夾具結構如圖2 所示。

圖2 中定位盤主要起端面定位作用，與各定位銷配合使用。定位盤的外圓φ300 mm 與右端面要求垂直度誤差不大于0.02 mm。該夾具以φ300 mm 外圓的中心為基準。定位銷1、定位銷2、定位銷3、定位銷4所在的孔的位置度相對于φ300 mm 外圓軸心線不大于0.025 mm。定位銷1 與定位銷2 用來車削工件φ89 mm 圓周上6 個φ34+0.027mm 孔時定位。定位銷3 與定位銷4 用來車削工件φ144 mm 圓周上6 個φ34+0.027mm 孔時定位。M16 螺紋孔用來穿緊固工件的螺栓。

因為定位盤外圓φ300 mm 與右端面要求跳動不大于0.02 mm，粗糙度精度高，所以在加工時，將定位盤的外圓φ300 mm 與右端面在一次裝夾的情況下直接車削出來，靠車床自身的精度來保證端面與外圓的跳動要求。

為保證各定位銷的位置精度，夾具體上安裝定位銷1、2、3、4 的各孔在坐標鏜床或臥式加工中心上加工出來。加工各孔時，需嚴格找正工件的右端面及外圓φ300 mm 的中心位置。

本夾具直接裝卡于臥式車床CW6163 的四爪卡盤上。每批加工時可用百分表找正工件的右端面，φ300 mm 外圓應嚴格與主軸同心。

4 加工準備

首先，多孔盤工件上6－φ19 mm 及φ28 mm 沉孔劃線鉆削完畢，13－φ34+0.027mm 孔在普通鉆床上鉆擴至φ30 mm，留4 mm 精加工量。

其次，中間孔φ34+0.027mm 與基準孔φ182+0.063mm精車后留磨量，找正工件右端面0.02mm 后，在M2120內孔磨床上一次裝夾磨削完成，孔φ34+0.027mm 精磨至φ34H6(+0.016)，這樣就保證了兩孔的尺寸精度及同軸，同軸度不大于0.01 mm。以后工序精加工其余12－φ34+0.027mm 孔時均以中間孔為主要定位基準孔。

最后，以中間孔φ34+0.027mm 為間接基準，穿1:5 000錐度心軸，在MG1432A 高精度外圓磨床上精磨外圓φ190－0.2－0.3mm 至 尺 寸，同 軸 度 及 尺 寸 均 可 達 到要求。

5 加工過程

將夾具體安裝于CW6163 車床的四爪卡盤上，用百分表找正工件右端面及φ300 mm 外圓，要求跳動＜0.02 mm，卡緊。下方M16 的孔內裝入雙頭螺栓，準備好壓板，用來夾緊多孔盤工件用。首先加工φ89±0.1 mm 圓周上6－φ34+0.027mm 孔。然后再以φ89 mm 圓周上加工出的φ34+0.027mm 孔定位加工φ144 mm 圓周孔上的6－φ34+0.027mm 孔。具體加工工藝過程如下:

(1)將多孔盤工件的中心孔φ34+0.016mm 穿到夾具體的定位銷上1 上，Ⅰ孔(見圖1)穿過M16 的雙頭螺栓，同時Ⅰ孔內放置φ29.8 mm 粗定位套(Ⅰ孔現在的尺寸為φ30 mm)。工件的右端面與夾具體的右端面靠平，這樣在工件多孔盤與夾具體之間就有了1 個空腔，一方面減少了接觸面積，提高了定位精度;另一方面，空腔可以用來儲存車出的切屑，防止排屑不及時造成的工件內孔劃傷等其他問題。壓緊壓板。

由定位盤圖紙尺寸可知，此時工件中心與機床旋轉中心的偏心距離為44.5 mm，需要在定位盤上方加裝配重來平衡。配重完畢后，進行下一工序。

(2)半精車φ89±0.1 mm 圓周上的φ34+0.027mm 孔至φ33.8 mm。然后用鉸刀鉸內孔φ34+0.027mm 至尺寸φ34H7(+0.025)。至此φ89±0.1 mm 圓周孔上的第1 個φ34+0.027mm 孔加工完畢。

(3)拆下壓板，旋轉工件，將工件的中心孔φ34+0.016mm 及剛加工完的φ34H7(+0.025)分別穿到夾具體的定位銷1、定位銷2 上定位。壓緊螺釘。車、鉸φ89±0.1 mm 圓周孔上的第2 個孔。

(4)以此類推，以中心孔φ34+0.016mm 及上一工序剛加工完的φ34H7(+0.025)定位，精加工φ89±0.1 mm圓周上的其余各孔。

(5)加工完φ89 mm 圓周上的φ34+0.027mm 孔后，將工件的中心孔φ34+0.016mm 及φ89 mm 圓周孔上任一φ34H7 孔分別穿到夾具體上的定位銷4、定位銷3上，壓緊，在夾具體的下方配重平衡后，精車，鉸φ114±0.1 mm 圓周孔上的第1 個φ34+0.027mm 孔至φ34 H7(+0.025)。

(6)拆下壓板，旋轉工件，重復工序5，依次加工完φ144±0.1 mm 圓周上的其余各φ34+0.027mm 孔。

至此，加工出完全符合圖紙要求的零件。

6 結語

使用此方法加工后，減少了加工中心的占用，在普通車床上就完成了工件的加工。非常適用于大批量生產，產品的質量、交貨期、得到大幅提升，大大提高了經濟效益。