某鋁殼體多嘴接頭車加工夾具設計

孫奇

摘 要：某鋁殼體多嘴接頭是一種捕獲漂浮物回收裝置，針對不同的工況及目標，拋射角度有所不同。本文以公司承攬中國科技集團五院某系列型號殼體多嘴接頭為加工對象，分析零件結構特點，提出采用普車車削和數控銑加工加工工藝相結合的方案，通過UG軟件建模與裝配功能直觀地揭示了零件加工的工位及加工的物理狀態；通過計算機繪制普車加工工位平面圖，充分考慮刀具退刀及干涉問題，設計專用端面槽車刀；并設計轉位工裝實現車工及銑工過程中的角度問題。經過實踐驗證，采用普車加工和數控銑加工縮短了生產周期，提高了生產效率。

關鍵詞：多嘴接頭；夾具設計；加工工藝

0 引言

某鋁殼體多嘴接頭是一種捕獲漂浮物回收裝置[1]，在航天工程中具有廣泛的應用前景[2]。針對不同的工況及目標，拋射角度有所不同，該殼體的發射筒具有導向作用。該殼體有30°四頭、30°六頭、55°六頭共3種形式，見圖1。

1 結構工藝性分析

該殼體下半部為規則的回轉體類結構，加工簡單；主要難加工部分為上半部的六個發射筒，這部分結構相互之間并不在同一平面內，并且繞Z軸均勻分布，發射筒外圓與內孔的同軸度為0.01mm。因此，加工過程中則需要考慮角向定位和空間位置轉換，刀具退刀及干涉，外圓和內孔在同一工位中連續加工完成，見圖2。

零件毛坯為棒料，材料牌號2A12 T4，通過計算機繪圖分析，采用端面槽刀車削，單邊退刀間隙大于等于0.5mm，端面槽刀為派制的專用刀具，充分考慮了車削過程中刀具與毛坯的干涉問題。車端面，保證線性尺寸l；找正端面跳動量不大于0.01mm，端面對刀，起刀點為線性尺寸l1處，利用端面車槽粗車外圓Φ30、Φ24、Φ21，單邊留余量0.5mm，六個發射筒粗車后卸下零件進行自然時效釋放切削應力；時效后進行精車外圓，加工前找正外圓及端面；由于退刀間隙的限制，將有部分毛料無法去除，精車后利用數控銑加工對殘余剩料進行去除。

2 工裝設計

分析零件的結構特點和車床的工作原理，要求發射筒的中心與車床的回轉中心水平同軸；三軸數控銑床的工作原理，要求發射筒的中心與銑床工作臺垂直。本文以55°六頭殼體為例，六頭繞垂直方向空間均布，采用圓柱銷定位，壓板壓緊裝夾，分度板與插銷結合的手動插銷式分度方式進行分度；對于車加工來說，采用底座和彎板組合的方式實現水平同軸，既要保證零件加工待加工要素水平同軸，又要保證待加工要素與車床中心同軸，因此，彎板的角度和線性尺寸至關重要，見圖3；對于三軸數控銑削來說，與車床夾具原理基本相似，不同的是采用底座和彎板組合的方式實現零件待加工要素豎直，并且不需要配重塊，見圖4。

3 結論

殼體加工工藝路線：毛料-粗車加工（下半部）-時效處理-精車加工（下半部）-粗車加工（六爪）-時效處理-精車加工（六爪）-數控銑加工-鉗加工-清洗-檢驗，加工結果表明了零件工藝路線的可實現性和零件結構的可加工性；采用專用的刀具避免切削過程干涉；專用的工裝對零件的工位進行轉換的加工方式避免了五軸數控銑床的使用，節約了成本，提高了效率，縮短了生產周期。

參考文獻

[1] 高智杰，孫富春，閔海波等.飛網拋射過程母衛星姿態干擾分析與姿態控制[J].力學學報.2012（12）.

[2] 于洋，寶音賀西，李俊峰.空間飛網拋射展開動力學建模與仿真[J].宇航學報.2010（06）.

[3] 朱耀祥，浦林祥.現代夾具設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2009.10.

[4] 劉堂生.金屬切削原理與刀具[M].北京：清華大學出版社，2009.10.