斜三通加工工藝及夾具設計

黃建平

（惠州市技師學院，廣東惠州516003）

斜三通加工工藝及夾具設計

黃建平

（惠州市技師學院，廣東惠州516003）

通過對斜三通的加工工序及其在加工過程中常見難題進行分析與研究，針對外形結構較為復雜，裝夾難，精度難保證等問題，設計出一套配合斜三通模具使用的車床加工專用夾具，有效地解決了以上難題，并能提高加工效率且確保零件加工質量，且有一定的通用性，可供批量生產時使用。

斜三通；裝夾；夾具

機床夾具的設計和使用對零件加工的質量、生產率和產品成本都有著直接的影響。斜三通不銹鋼零件在管道有分支的地方，因其使用方便簡單，在管道聯接等領域應用十分廣泛。本文以DN25PN40型號不銹鋼斜三通為例，介紹該零件的機械加工和工裝，并設計一套適合DN25PN40型號不銹鋼斜三通零件的加工專用夾具，有效地解決了加工過程中裝夾難等問題，達到提高加工效率且確保零件加工的質量。

1 DN25PN40型號不銹鋼斜三通零件分析

DN25PN40型號不銹鋼斜三通零件圖如圖1所示，三維立體效果圖如圖2所示，材質為SS316L，即不銹鋼，零件是鑄件，鑄件毛坯外協加工。主要車床加工部分為內孔準42、準36、準20、螺紋孔M45×1.5-6H，加工范圍比較大，并且尺寸公差精度和內表面粗糙度及同軸度要求比較高，毛坯的外形結構特別,加工DN25PN40型號不銹鋼斜三通的三個方向的外圓和內孔時，用三爪卡盤等裝夾方法無法進行。

圖1 DN25PN40型號不銹鋼斜三通（零件圖）

圖2 DN25PN40型號不銹鋼斜三通零件效果圖

2 零件加工方案的擬定

鑒于以上DN25PN40型號不銹鋼斜三通形狀結構分析的情況，擬定DN25PN40型號不銹鋼斜三通加工方案，主要的加工過程包含如下（具體見表1）。

表1 斜三通機械加工工藝過程表

（1）斜三通的鑄造件是外協件。鑄造件的表面處理，去除澆口及毛刺，然后進行熱處理。處理完后要對鑄件進行質檢，主要檢查鑄件是否存在鑄造缺陷和毛坯尺寸是否符合要求。

（2）在數控車床上對主要加工表面進行加工：用車床專用夾具定位，先精車支管內孔準42、準36、準20端面至要求，然后精車內孔準42、準36、準20，再精車螺紋孔M45×1.5-6H（深度為10 mm），最后對加工好的各孔進行測量檢查。

（3）因加工預留余量不多，工序3是直接精車到零件尺寸要求。

2.1 加工刀具選擇

按照坯料為316L不銹鋼，其切削加工時特點是切削力大、加工硬化嚴重、導熱系數低、易生成積屑瘤、切屑不易彎曲折斷。因此，在進行刀具選擇時，宜采用粉末冶金高速鋼、含鈷高速鋼、含鋁超硬高速鋼，但切削速度很難提高，效率較低，刀具耐用度低，只能用于不適合使用機夾刀具的場合。用硬質合金刀具切削，根據本零件的加工表面形狀特點、精度要求及經濟要素考慮，宜選用硬質合金刀YG532.

2.2 切削用量選擇

選擇好刀具后，為了加工質量，選擇低的切削用量。切削速度不宜過高，精加工一般在Vc=90～100m/min.為了減小刀具磨損，背吃刀量不宜選得過小，一般在ap=0.2～0.5 mm.進給量不宜選得過大，一般在f=0.05～0.15 mm/r.

3 夾具設計

因DN25PN40型號不銹鋼斜三通的外形結構較為復雜，采用三爪卡盤或四爪卡盤均無法正常裝夾，需要配套使用斜三通模具，進行依次裝夾、校正、加工，效率非常低，且加工精度難保證。為此，設計出一套數控車床專用夾具[1]，配套以上斜三通模具使用，既能使工件進行簡單、快捷、準確的裝夾定位，又能提高工效和加工精度，且有一定的通用性，可供批量生產時使用。

3.1 夾具的結構與原理

設計的專用夾具的結構如圖3所示，夾具主要由定位套1、拉桿2、筒式底座3、定位座4、夾套5、斜三通模具6等零件組成。

圖3 夾具零件結構圖

當油缸帶動拉桿，拉動夾套向后滑動時，夾套收縮，工件夾緊（夾套內圓夾工件外圓，并與工件外徑在放松狀態保持3 mm以上間隙，即放松狀態間隙，有利于工件裝夾），夾套向后移動逐漸夾緊工件的同時，帶動工件向后移動，工件定位面與定位座緊貼。當機床油缸推動拉桿，從而推動夾套向前滑動，這時夾套放松，工件可取出。定位座位置固定，拉桿拉動夾套，夾套抱緊工件外圓，在夾套后移時，帶動工件定位面緊貼定位座，定位可靠，消除裝夾工件時人為因素造成零件偏斜，或與定位面存在細微間隙，從而影響車加工的質量穩定性的因素。夾具夾緊和放松，是拉桿帶動夾套做活塞運動實現的，行程在5mm范圍內，行程長，保證在空拉時，不會無限后拉，從而使夾套碎裂。同時該夾具夾緊放松節拍較快，有利于批量生產，可有效節約生產成本。夾具的裝夾效果如圖4所示。

圖4 零件裝夾圖（零件已經標注）

3.2 各組成件在專用夾具中的功能作用

（1）定位元件分析

夾具定位座與夾套及拉桿間有定位套，保證三者同軸度，使裝夾工件時，工件外圓與定位座同心，定位精確，在工件定位外圓偏小的情況下，也能夠使工件可靠地靠緊夾具定位座，當車內孔時，可有效保證工件內孔與外圓的同軸度。而且定位套與夾套緊配，使工件和夾套同心度位置公差精確[2]。

（2）夾緊元件分析

夾套整圈(即夾套內圈整體)均勻抱緊零件，夾持面積大，工件受力均勻，不會產生夾持不到的地方變形多，產生三角狀的變形，或受力不均，產生橢圓的變形。而且夾套后移有限位，最大距離固定，抱緊力可控，可有效減小工件變形。

4 結束語

通過實踐利用該夾具解決了斜三通的裝夾問題，而且提高了表面加工質量，加工精度達到了圖紙要求，生產效率取得了很好的提高，很好的完成了加工任務。該加工方法在生產時節省了很多時間，提高了生產效率。利用該裝夾的設計理念還可以將其應用到更多的類似零件的加工。

[1]郭玉，王華僑，李新洲.CTX400車削中心數控加工與編程應用[J].CAD/CAM與制造業信息化，2004（8）：21-23.

[2]徐灝.新編機械設計師手冊[M].北京：機械工業出版社版，2006.

Oblique Tee Processing Technology and Fixture Design

HUANG Jian-ping
（Huizhou Technician Institute，Huizhou Guangdong 516003，China）

This article mainly through to the machining process of inclined tee and analyzes common problems in the process of processing and research，for shape structure is relatively complex，clamping，precision assurance，design a set of matching oblique tee mold using special fixture lathe processing，can effectively solve the above problem and improve the machining efficiency and ensure the quality of the parts processing，and has a certain universality，available formass production

oblique tee；the clamping；jig

TH162

A

1672-545X（2017）04-0037-02

2017-01-23

黃建平（1982-），男廣東梅州人，本科，講師，高級技師，高級考評員，一直從事機械類教學和工藝改進工作，輔導企業技術人員進行技術革新。