巧用工裝在車(chē)床上加工方形體工件

■ 蘇州圣科閥門(mén)有限公司 （江蘇 215000） 劉安明 季 飛 張衛(wèi)兵

現(xiàn)在大多數(shù)機(jī)械制造行業(yè)的企業(yè)都裝備了先進(jìn)的加工設(shè)備，這充分體現(xiàn)出我國(guó)的制造業(yè)水平得到大幅度的提升。但是，這里也存在一些需要企業(yè)自身解決的問(wèn)題，我們企業(yè)在加工一批閥體工件時(shí)就遇到過(guò)這樣的問(wèn)題，工件如圖1所示。按工藝要求將圓柱體加工成方形體后制作成閥體，當(dāng)時(shí)沒(méi)有高效率的適合加工方形體的設(shè)備。在這種情況下，沒(méi)有增置設(shè)備，也沒(méi)有依靠外部力量，而是在工藝、技術(shù)、設(shè)備和工裝上想辦法，經(jīng)研究提出一套利用工裝在普通機(jī)床上加工方形體工件的方案，現(xiàn)總結(jié)如下：

（1）工藝分析：圖1閥體工件由圓鋼下料成毛坯，在沒(méi)有合適設(shè)備情況下，先將工件處圓（方形體加工前的尺寸）及一端面加工好，然后加工另一端面并保證圖1中45mm的尺寸，即先加工出工件的長(zhǎng)度尺寸。然后在數(shù)控加工中心機(jī)床上加工出圖1中φ40+0.05+0mm的孔、φ50mm的臺(tái)階及φ14mm均布通孔，至此，加工方形體前所要加工的工序已加工完畢，因?yàn)榭梢岳忙?0+0.05+0mm的孔、φ14mm的孔定位以加工出方形體。所以這兩道工序很重要，在工裝上起到關(guān)鍵作用。經(jīng)過(guò)上述工藝分析后，制定了工裝的制作方案。

圖1 工件

（2）工裝的制作：工裝要保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高工效且經(jīng)濟(jì)方便，最主要的一點(diǎn)是要加工出工件。工裝的組成如圖2所示。工裝的材料為45鋼，下料后經(jīng)熱處理工藝處理以提高材料的強(qiáng)度。夾具體上部加工成四方體，下部為圓柱體。

四方體可裝夾4個(gè)工件體現(xiàn)其高效性。首先加工出適合車(chē)床夾持的圓柱體及端面部分，并在端面中間打1通孔（工藝孔），可用來(lái)支撐回轉(zhuǎn)頂尖和加工夾具體其他工序用。然后加工另一端面并保證兩端面平行度達(dá)±0.2mm，以保證夾具體的精度。當(dāng)上述工序做好后，數(shù)控加工中心機(jī)床加工其余部分尺寸，在夾具體中心孔即工藝孔中放入螺釘和壓板，用螺母將夾具體緊固在工作臺(tái)上，先加工出夾具體4個(gè)面，然后按圖1中φ40+0.05+0mm孔、φ50mm臺(tái)階及φ14mm均布孔的尺寸，在夾具體4個(gè)面上加工出相應(yīng)的孔。φ14mm的孔可放定位銷(xiāo)，限制工件方向的自由度（φ14mm的孔可按工裝設(shè)計(jì)打兩個(gè)孔即可），φ40+0+0.05mm的孔放定位套，用來(lái)限制工件中心的自由度，同時(shí)在φ40+0.05+0mm的孔中加工出螺釘?shù)卓祝园惭b螺釘，用來(lái)加工下道工序固定工件用。

在制作φ40+0.05+0mm孔時(shí)，要注意該孔中心到夾具體端面的尺寸，以保證裝夾工件和加工過(guò)程的一致性。如φ40+0.05+0mm的中心尺寸到夾具體端面最好在39mm，工件高出端面1mm，給加工和測(cè)量帶來(lái)極大地方便。夾具體制作完成，再加工夾具體上的輔助零件，如圖2所示，這時(shí)工裝全部制作完成。工裝制作完成實(shí)體如圖3所示。

（3）工件加工：夾具體裝夾在車(chē)床上經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)（從低速到高速）一切正常。在兩個(gè)φ14mm孔中安裝定位銷(xiāo)起限制工件方向的定位作用（在實(shí)際加工過(guò)程中后來(lái)只安裝了1個(gè)定位銷(xiāo)，雖然裝夾工件少了1個(gè)定位銷(xiāo)，但提高了裝夾工件的效率，仍達(dá)到限制工件自由度的目的，滿足裝夾工件的要求）。在φ45+0.05+0mm的孔中安裝定位套和螺釘，放入工件和墊片，用螺母緊固工件，限制工件2個(gè)自由度，保證工件整體裝夾安全。

工件裝夾好后可用回轉(zhuǎn)頂尖頂住夾具體，以保證工件加工過(guò)程中更平穩(wěn)安全，如圖4所示。當(dāng)4個(gè)工件裝夾好后，操作者要再仔細(xì)檢查一遍工件是否裝夾完好。加工時(shí)，4個(gè)工件同時(shí)加工1個(gè)面，相當(dāng)于1次加工1個(gè)工件，體現(xiàn)出高效的特點(diǎn)。因?yàn)檫@是斷續(xù)切削車(chē)床，主軸轉(zhuǎn)速可以適當(dāng)調(diào)大，使工件形成1個(gè)整體，走刀速度可以減緩。車(chē)刀選用45°角，有利于切削。

圖2 工裝組圖

圖3 工裝實(shí)體

在加工過(guò)程中，走刀順暢切削干脆，工件安裝牢固，沒(méi)有出現(xiàn)松動(dòng)等不良現(xiàn)象，夾具在回轉(zhuǎn)頂尖支撐下轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)且裝夾牢固。當(dāng)工件1面加工好后，松開(kāi)螺母取下工件重新安裝好繼續(xù)加工另1面。反復(fù)幾次后，工件4面全部加工好，1個(gè)完整的四方體工件加工完成，經(jīng)檢驗(yàn)完全符合圖樣要求。通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)證明該工裝利用普通車(chē)床加工方形體完全適用，整套工裝剛性好，是1種高效率加工方體工件的方法。

圖 4

（4）在沒(méi)有專(zhuān)用和高效率加工方形體工件設(shè)備的情況下，利用工裝在現(xiàn)有的普通車(chē)床上加工出方形體工件，在沒(méi)有外部力量和增加設(shè)備的情況下順利的完成了生產(chǎn)任務(wù)。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐證明該套工裝操作簡(jiǎn)易、設(shè)計(jì)合理、效率高及可行性強(qiáng)。希望給同類(lèi)生產(chǎn)設(shè)計(jì)提供借鑒，共同進(jìn)步。

[1] 蔡春源，汪愷．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000．