經(jīng)編機定位轉接座加工工藝設計淺析

王闖，孫國慶

（江蘇省常州市東曼精密機械廠，江蘇 常州 213100）

在使用三軸數(shù)控加工中心加工復雜零件時，需結合機床結構特點和零件的表面特征，選擇常見的通用夾具或者設計優(yōu)化夾具工藝，縮短人工輔助裝夾時間及裝夾難度，提升零件的加工效率，減小零件的累積公差，保證加工精度。

1 零件加工工藝分析

轉接座零件圖如圖1所示，根據(jù)其外形和材料選擇68mm×59.4mm×35mm的6061鋁包容塊。零件外輪廓主要以臺階面、槽以及高精度定位銷孔組成。由圖可知，零件需要六面加工，面①的定位孔精度要求較高，面②上的56.2×18.5的槽有著裝配精度要求，且孔槽都與A面有平行度要求，零件整體表面粗糙度要求為Ra3.2。轉接座零件在實際生產(chǎn)中有著較大批量。在工藝設計時，應在滿足精度要求和表面粗糙度要求的前提下，優(yōu)化工藝，提高加工效率。現(xiàn)初擬選擇平口鉗進行裝夾，并解決各加工優(yōu)先次序底面墊塊選擇以及多面裝夾帶來的公差累積等問題。

圖1 零件圖紙

2 加工方案設計

工件毛坯選擇75mm×65mm×40mm，為防止毛坯表面缺陷，留有充足余量。如圖2所示，零件一側為半圓面且頂面有精度較高的銷釘孔，若先加工半圓面，則在加工反面時會該面平面較小致使反面的平面度小于要求，間接導致銷釘孔平行度不能達到要求。為避免接刀痕出現(xiàn)以及保證夾具能夠穩(wěn)定牢固夾住工件，在保證安全加工的前提下，夾持毛坯的5mm處。所以零件的擬加工方案，先夾持5mm的毛坯余量處，加工零件輪廓和頂面，翻面加工半圓面以及相關特征槽，再加工側面臺階以及側面孔。為提高該批量零件加工效率，可以在兩臺加工中心工作臺上分別安裝兩個平口鉗，一臺加工零件頂面和反面，一臺分別加工側面的槽孔。

圖2 零件模型

3 零件的裝夾與加工

3.1 零件頂面

加工選擇較為常見的平口鉗，使用提前準備好的鉗口，如圖3所示，鉗口留出可供夾持的臺階，臺階高度為3mm。裝夾前需要對毛坯表面的毛刺飛邊進行去除以及對相關缺陷進行處理光順。毛坯裝夾時，將毛坯放置于平口鉗靠邊位置，方便安裝與對刀操作。毛坯夾緊后，可用橡皮錘輕擊毛坯，防止毛坯安裝傾斜，使得毛坯的底面與側面能夠與鉗口緊密貼合。在大批量的零件生產(chǎn)中，需要相對固定的坐標系，在確定毛坯在機床上的安裝位置后，以零件頂面中心位置確立工件坐標系。

圖3 平口鉗及鉗口示意

毛坯裝夾以及工序一加工完成如圖4（a）、（b）所示。工序一數(shù)控加工工藝過程如表1所示。

表1 工序一數(shù)控加工工藝過程

圖4 工序一加工裝夾

3.2 零件底面

頂面加工后，零件在加工反面時，可裝夾可夾持52mm臺階處，裝夾方式鐘的定位方式用定鉗口、底部墊塊和頂塊固定坐標系。反面的58.6×18.5的槽內(nèi)底面與頂面的平行公差為0.015mm。增加底面墊塊以及在裝夾時用皮錘輕擊零件，都是機床批量生產(chǎn)時能保證零件公差的必要方式。

反面的特征較之頂面增加深槽以及曲面，因此，在工藝制定時，為減少加工的時間，為槽內(nèi)圓角部分增加預鉆孔和清角程序，用球刀加工曲面。

零件裝夾以及工序二加工完成圖，如圖5所示。工序二數(shù)控加工工藝過程，如表2所示。

圖5 工序二加工裝夾

表2 工序二數(shù)控加工工藝過程

3.3 零件的側面

由于零件反面的曲面特征影響正常的平口鉗安裝，因此，在鉗口上安裝特殊的鉗口墊板如圖所示。安裝時，考慮到側孔與頂面的平行公差為0.02mm以及平口鉗裝夾原理，將特殊墊板安裝在定鉗口上，以保證批量生產(chǎn)中零件的尺寸公差在要求之內(nèi)，墊板安裝方式如圖3～5所示。零件另一側面與該側面類似，可選用相同的工件坐標系，在實際生產(chǎn)中，可以在程序增加程序暫停指令，再將零件翻面繼續(xù)加工。

零件裝夾以及工序三加工完成圖，如圖6所示。工序二數(shù)控加工工藝過程，如表3所示。

圖6 工序三加工裝夾

表3 工序三數(shù)控加工工藝過程

4 結語

本次選用的轉接座是一種較為經(jīng)典的多面數(shù)控加工零件，對零件圖紙進行工藝分析，選用合理的加工工藝方案，保證了工件的相關公差在差范圍內(nèi)，大大減少了資源的損耗。在本此次工藝設計中，都是以人為裝夾為主，后續(xù)可以將手動裝夾方式換為氣動裝夾等。對于零件的加工方法以及工藝工序可為大多數(shù)多工位加工零件提供參考。