不規則零件上的孔加工

■ 貴州凱星液力傳動機械有限公司 （貴州遵義 563003） 陳俊鋒 穆 君 劉 芳

在生產過程中，經常會遇到一些不規則零件的加工，尤其是待加工處的尺寸無法用常規量具直接測量時，給零件加工過程的、定位、加工和測量帶來一系列難題。

1. 零件結構及工藝性分析

圖1所示的某不規則零件轉向節，所用材料為ZG40Mn2，要求熱處理調質至30～36HRC，其兩處φ14+0.1+0mm孔的位置尺寸，由于受空間限制無法直接與基準尺寸φ186+0.04+0mm孔的中心定位和測量，給零件的定位裝夾、加工測量都帶來不便。

零件中間有一個直徑為186+0.04+0mm的內孔，有一個與內孔垂直的平面，平面上有1 6個φ18.5mm呈圓周均布的螺栓孔，兩個待加工φ14+0.1+0mm孔的中心線與直徑為186+0.04+0mm的內孔平行，且和φ186+0.04+0mm內孔一樣與P端面垂直；零件上有兩處2-φ34+0.05+0mm的半圓弧面與直徑為186+0.04+0mm的內孔平行，且與2-φ14+0.1+0mm的中心連線相互平行；另有φ（12±0.025）mm的銷孔與2-φ34+0.05+0mm的半圓弧面垂直、與2-φ14+0.1+0mm的中心連線相互平行。因此，要加工兩個φ14+0.1+0mm孔，必須解決好以下兩個方面的問題。

圖1 某轉向節零件

1）零件的裝夾與定位、孔加工定位工裝設計。結合零件設計要求，零件的裝夾可以通過φ1 8 6+0.04+0m m內孔、1 6個φ18.5mm均布的螺栓孔中的一個孔和孔的端面來實現“兩孔一面”的裝夾定位，并通過壓板夾緊固定，確保待加工孔的中心與機床主軸保持平行。

2）利用兩個待加工φ14+0.1+0m m孔的中心線和兩處2-φ34+0.05+0mm半圓弧面都與直徑為186+0.04+0mm的內孔平行，且與2-φ14+0.1+0mm的中心連線相互平行的位置關系來設計兩個φ14+0.1+0mm孔加工的鉆模板，通過已加工好的兩處2-φ34+0.05+0mm半圓弧面定位，并通過φ（12±0.025）mm孔穿螺栓夾緊工裝。通過設計鉆模板，使加工后的兩個φ14+0.1+0mm孔靠工裝來滿足尺寸（186±0.05）mm的設計要求。

2. 機床的選擇

根據對零件結構和加工工藝性的分析認為，可以選擇的加工設備有搖臂鉆床和中型立式銑床。為使加工過程方便、靈活，選用Z35搖臂鉆床來完成該工件兩個φ14+0.1+0mm孔的加工。

3. 工裝的設計與制造

由于工件屬于不規則零件，裝夾方法不當將會造成待加工孔與基準孔的端面不能相互垂直。同時，由于加工后兩個φ14+0.1+0mm孔的中心與基準孔的中心距（186±0.05）mm無法通過常規測量方法直接測量，必須靠工裝來保證，因此，鉆模必須具有準確的定位功能，否則孔加工后的（186±0.05）mm尺寸就無法保證。

為制造加工方便，裝夾工裝采用分體設計（分為定位板、立柱和底板）、焊接組合的方式進行制造，鉆具采用分體設計（分為鉆模板、左支撐、右支撐、螺栓和銷）、銷定位及螺栓聯接組合的方式進行制造。由于該轉向節為結構完全一樣的左右對稱的兩種結構形式，因此所設計的工裝（鉆模）為多用途工裝，能滿足兩種轉向節零件的加工。工裝所用材料除螺栓、銷選用標準件外，其余均用機械制造廠常用的45鋼，并進行調質處理至28～32HRC。最后設計出如圖2、圖3所示的裝夾工裝和鉆具。為保證工裝的長期使用和維護方便，對工裝進行了表面發藍處理。

除螺栓、銷選用標準件外，其余自制件均嚴格按照圖樣加工后，根據圖2、圖3將各零件進行裝焊或通過螺栓聯接裝配在一起，待用。

4. 工裝的使用

圖2 裝夾工裝

圖3 鉆具

（1）裝夾工裝和鉆具的工作原理 裝夾工裝的工作原理是：利用工裝上下端面的平行度要求和定位凸臺的垂直度要求，保證零件裝夾在工裝上后，工件待加工孔與機床主軸平行以及與機床工作臺的垂直度要求。鉆具的工作原理是：通過鉆具在兩處φ34+0.05+0mm半圓弧面的定位，以及鉆具自身兩個φ14+0.1+0mm鉆模孔與兩處φ34+0.05+0mm半圓弧面嚴格的尺寸鏈，保證待加工的兩個φ14+0.1+0mm孔與工件設計圖樣中φ186+0.04+0mm內孔回轉中心距離（186±0.05）mm的尺寸要求。

（2）裝夾工裝的使用方法先將裝夾工裝、Z35搖臂鉆床工作臺上的雜物清除干凈，再將裝有定位銷的裝夾工裝放置在搖臂鉆床工作臺上并進行預壓緊，最后將清除雜物后的待加工工件大平面朝下放置在裝夾工裝上，并根據操作者的操作習慣轉動角度值操作方便的裝夾位置，固定裝夾工裝并用壓板夾緊工件。

（3）鉆具使用方法 先將右支撐拆下，并取下夾緊螺栓，將待加工位置的兩處搭子傳進鉆具的兩個方孔內，再從左邊將左支撐調整至左邊的φ34+0.05+0mm半圓弧中緊貼圓弧面，最后從右邊將右支撐裝在右邊的φ34+0.05+0mm半圓弧中緊貼圓弧面，并通過螺栓將右支撐夾緊，就可以進行兩個φ14+0.1+0mm孔的加工了。工裝的裝夾使用狀態如圖4所示。

5. 零件試加工

裝夾工裝、鉆模加工完成后，按照圖4所示的方式裝夾并進行零件試加工，為保證兩個φ14+0.1+0mm孔的加工質量，先粗加工兩孔，再鉸加工至設計要求。試加工后通過坐標鏜床進行檢測，檢測結果見表1。

在5件試件加工成功后，進行了一批零件（30件）的加工，以同樣的檢測方法進行檢驗，結果為全部合格。

試加工結束后，又進行了兩批次（共50件）零件的加工，經檢驗完全能滿足設計要求。工裝使用過程中裝夾方便，定位準確，操作過程安全可靠。

6. 結語

該加工方法既能保證加工質量，使零件合格率達到99%以上，又能提高勞動生產率和加工過程的安全性，可滿足批量生產需要，具有較廣泛的通用性，有一定的推廣價值。

圖4 零件加工裝夾示意

表1 工裝使用試加工檢測結果統計 （單位：mm）