某零件小深槽的加工研究

邢浩文

摘 要：本文通過對我廠生產(chǎn)的一種含小直徑深槽立柱零件的加工難點，零件特點，現(xiàn)場加工過程進行分析，對類似的深槽、深孔零件設(shè)計出一種經(jīng)濟有效的工藝方案：先加工預(yù)留孔作為電火花打孔的導(dǎo)向，再使用電火花打孔機兩端打孔，銑工兩端擴孔后慢走絲加工深槽（需注意切除殘留多余物），保證零件的精度要求。

關(guān)鍵詞：深槽加工；加工穿絲孔；工裝設(shè)計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.040

1 前言

該立柱零件為我廠生產(chǎn)加工的難點零件之一，貫通零件中心的矩形深槽長5.9±0.04mm，寬2±0.04 mm，槽深61 mm，槽內(nèi)粗糙度要求1.6，槽中心要求位置度0.031，尺寸精度、位置精度，表面粗糙度要求均較嚴格，加工難度很大。

2 結(jié)構(gòu)特點分析

如圖1所示，零件整體為常見的立柱形結(jié)構(gòu)，零件底面形狀為不規(guī)則外形，貫通零件的矩形深槽位于中央，剩余的部分均為實體結(jié)構(gòu)，零件加工原材料為3A21鋁合金，從材料、結(jié)構(gòu)特點可推斷零件加工剛性好，加工完成后回彈的變形量很小，不用考慮零件加工完成后變形導(dǎo)致尺寸變化的問題。

3 加工難點分析

貫通零件的矩形槽，深度為61mm，由于矩形槽深度很深，如果使用電火花加工則加工行程過長效率十分低下，所以決定使用慢走絲加工深槽，對于慢走絲加工而言，只要穿絲孔加工完成基本加工難點就解決了90%。由于深槽寬為2mm，所以慢走絲穿絲孔直徑必須小于2mm，由于穿絲孔深61mm，加工時不可避免會產(chǎn)出孔直徑尺寸跳動、軸線偏移的問題，綜合考慮孔直徑尺寸公差為，軸線平行度誤差，切槽時槽寬與穿絲孔孔壁之間余量，而穿絲孔直徑過小的話也不利于后續(xù)加工穿絲，綜合考慮穿絲孔直徑應(yīng)為1mm。如果使用常規(guī)的鉆床加工深61mm的φ1孔，幾乎不可能達成要求，首先常見的φ1的鉆頭長度也只有30mm左右，61mm長度鉆頭需要特制，即使鉆頭長度達到要求，由于鉆孔越深刀具振動幅度越大，加工深度達61mm時軸線偏差都很有可能超過1mm，導(dǎo)致穿絲孔加工失敗。試驗時嘗試兩端分別打孔在中間對接，雖然避免了鉆頭長度問題完成加工，但是在兩段孔由于軸線偏斜原因在中間形成的貫通孔直徑必然小于1mm，由于兩段孔軸線偏移方向并不一致，最后中央貫通孔直徑小于0.6mm的話，慢走絲穿絲將十分困難，所以穿絲孔成為接下來的主要的加工難點。

4 加工過程及問題解決措施

4.1 穿絲孔加工方案設(shè)計

以保證加工精度和加工效率為前提，綜合考慮廠內(nèi)設(shè)備情況，首先排除了鉆擴工藝。線切割加工需要首先有穿絲孔，而本文正是需要先加工穿絲孔，因此線切割也排除在外。槍鉆需要專門的設(shè)備和刀具，廠內(nèi)目前還不具備，因此也不予考慮。電火花打孔機有較高的加工效率，同時孔的位置度也較好，只是孔的精度較差，為解決此問題，可預(yù)先在零件兩端加工φ1小孔作為電火花打孔機電極絲的導(dǎo)向定位，為減少電火花打孔時產(chǎn)生的位置誤差和偏移，在加工時使用專用工裝，兩端加工時均以2×φ2孔為定位。

4.2 解決氧化層問題

首次在慢走絲機床加工深槽時，加工完成后發(fā)現(xiàn)部分槽邊緣沒有加工完成，機床重新再走一遍依然無法加工，經(jīng)觀察后發(fā)現(xiàn)無法加工的部分表面均含有黑色斑點，經(jīng)理化分析判斷其主要成分為氧化鋁（AL2O3），產(chǎn)生原因應(yīng)為上工序電火花加工時在孔內(nèi)壁形成的氧化層，由于導(dǎo)電性能差無法產(chǎn)出電解反應(yīng)，導(dǎo)致電極絲無法切割該部分，零件加工不完整。

為去除所有殘余的氧化層，可預(yù)先使用φ1.4或φ1.6鉆頭對原穿絲孔進行擴孔加工，以保證后續(xù)加工的順利進行。

4.3 工裝設(shè)計

零件底面形狀為不規(guī)則外形，四周邊無法用于定位，且由于矩形槽要求較高的位置度（0.031）為保證加工出的矩形槽位置度，需使用專用工裝進行裝夾加工。

工裝設(shè)計圖如下：

圖中紅色標示部分為2個定位銷，與加工零件底面兩孔配合，采用過定位方式，來縮減孔銷配合產(chǎn)生的定位誤差，增加加工剛性，加工時將零件底面放于工裝定位面上，2孔與定位銷配合，自制壓板在零件底部上表面壓緊后進行加工。

5 小結(jié)

通過對該零件的加工工藝的研究，試驗出了短邊深槽或小直徑深孔結(jié)構(gòu)件的加工方法，為今后加工此類零件提供了技術(shù)借鑒的基礎(chǔ)。

參考文獻：

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