薄壁雙法蘭零件的工藝分析

摘 要:薄壁類零件在日常生產(chǎn)的產(chǎn)品中大量存在，如何保證零件加工精度是一個難題，在保證加工的可行性和經(jīng)濟性的前提下，充分挖掘現(xiàn)有設備、資源的潛力、采用合理的加工和裝夾方式，最終能又好又快的完成零件的加工，同時也能提高產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率。

關鍵詞:薄壁 零件 工藝分析

中圖分類號:TG50文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a)-0088-01薄壁件加工的最大瓶頸是壁薄，裝夾基準面小、容易變形，而影響變形的因素主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

(1)裝夾引起的變形，由于徑向夾緊力的作用，從而影響工件尺寸與形狀精度;

(2)切削工程中受車刀擠壓與牽引導致工件變形;

(3)由于工件剛性差，在切削過程中易產(chǎn)生振動和變形，影響工件的尺寸精度、形狀和位置精度及表面粗糙度;

(4)由于工件薄，切削熱的產(chǎn)生引起工件熱變形;

(5)每當切除一層金屬時，由于應力釋放，造成變形;

(6)其他因素引起的變形，如機床振動、冷卻潤滑等。

通過上述分析，薄壁件在車削加工過程中，主要難點就是如何防止和減少工件的變形，可以通過以下幾種方法有效減小加工變形:

(1)將主要造成工件變形的徑向夾緊力改為軸向夾緊力，防止裝夾變形;

(2)選擇合理的刀具角度和切削方向，減小工件變形，由于刀具鈍會將薄板頂向軸向切削力方向，造成變形，刀具過于鋒利，雖然能實現(xiàn)微量切削，但會將薄板拉向軸向切削力的方向，同樣造成工件變形;

(3)其他解決措施，如選擇柴油為冷卻潤滑液，既能降低工件的表面粗糙度，同時又能減小切削熱的產(chǎn)生，防止工件變形，并將機床各滑動部位間隙減小，增加自身剛性，以減小機床的震動。

我廠產(chǎn)品中的饋源波導管，就是典型的“薄壁雙法蘭類”零件，它是由兩個法蘭盤和中間圓柱管連接而成的，該零件是產(chǎn)品中的一個比較重要的零件，從零件的設計外形來看比較簡單，但是技術要求比較高，主要體現(xiàn)在同軸度的要求上，即能互換，通用性又要好。而且這類零件的數(shù)量大，尺寸規(guī)格多，結構設計的比較緊湊，又是薄壁類零件，它的材料為鑄造鋁合金，材質比較軟，裝夾后容易產(chǎn)生局部變形，如果按常規(guī)的加工方法，雖然可以加工出來，但是加工的精度和效率都很難達到理想狀態(tài)，同時還要求操作工人有比較高的專業(yè)技術水平，如果是單件、小批量生產(chǎn)還勉強可以，大批量生產(chǎn)就不能適應了。根據(jù)上述的工藝分析，針對具體的情況，和操作者一起，商量決定采用一套即簡單又實用的專用夾具來完成這類零件的加工，這樣既能保證加工精度達到零件的技術要求和質量要求，同時降低了生產(chǎn)成本，大大地提高了生產(chǎn)效率，效果也非常明顯。

夾具和產(chǎn)品零件的具體設計及制造工藝過程如下:

(1)首先考慮的是，零件材料比較軟，裝夾及定位基準部分尺寸比較小工件很難找正，容易造成人身和質量事故，不能用傳統(tǒng)的裝夾方式來定位夾緊，避免零件的局部受力，所以要改變局部受力為均勻受力，這樣就能解決裝夾的定位基準及受力變形的問題，為此設計了一套在車床上直接使用的專用夾具來加工這類零件。

(2)夾具的形式已經(jīng)確定了，接下來就要考慮到如何在機床(車床)上加工完成這個夾具了。根據(jù)這類零件的技術要求，重點的就是要保證零件同軸度的要求，使其達到設計要求及技術要求，我們知道為了保證零件的同軸度要求，應該遵循基準重合和基準統(tǒng)一的原則，不能多次裝夾工件，盡量一次車削完成，這就要求夾具的定位性要高，零件受力均勻，即保證了零件的定位又保證了零件的夾緊，所以這個夾具的加工就必須是先在車床上精加工安裝定位零件的配合部位，保證一次性加工完畢，中途不能拆卸，這樣就能確保加工出來的零件尺寸精度和位置精度滿足設計要求。這樣以這個定位基準裝夾的零件就能保證同軸度的要求了。

(3)定位方式解決了，就要解決夾緊方式了，傳統(tǒng)的三爪卡盤夾緊對這類零件不是太合適，因為零件材質軟接觸尺寸少，三點局部受力，容易產(chǎn)生夾緊變形，現(xiàn)在采用三塊壓板壓緊的方式，使零件能在保證定位精度的前提下被壓緊，這樣改變零件的受力形式，由局部受力變?yōu)榫鶆蚴芰?，受力點及受力方向也改變了，零件的裝夾變形基本消除了。

(4)產(chǎn)品零件和夾具的具體工藝編制如下:

1)夾具的制造工藝:

①備料:要求采用優(yōu)質結構鋼，調(diào)質處理HRC28-32，外形尺寸視零件的法蘭盤尺寸而定;

②將工裝料在車床上先進行粗加工，平兩端面及外圓，外形達設計圖要求;

③在其中粗加工好的一端面上鉆孔及攻絲3—M8的螺紋孔;

④車床精加工:將3—M8螺紋孔的一面朝外，裝夾工裝件，定位夾緊后精車安裝零件的定位凹臺及工藝過孔，其中定位平面的尺寸及深度根據(jù)產(chǎn)品零件的尺寸而定，深度與零件法蘭厚度尺寸一致，表面粗糙度達到Ra3.2。(檢驗)精加工完畢后，千萬不能將已車好的夾具拆卸下來，應待這批產(chǎn)品零件加工完畢后才可拆卸夾具。

2)產(chǎn)品零件的加工制造工藝:

①鑄造、清砂、去應力時效處理(檢驗);

②車:裝夾定位后車其中一端面和法蘭外圓及定位凸臺，尺寸達圖紙要求，(為下道工序做準備)，法蘭外圓的尺寸公差盡量與夾具上的定位尺寸公差相配合。(檢驗)

③掉頭將已車好的一端法蘭裝入夾具的定位凹槽里，用壓板壓緊后車另外一端的其他尺寸及內(nèi)孔、凸臺。(檢驗)

④鉆孔8—Φ6(檢驗)

以上是我對一種典型零件的機械加工工藝的分析和理解，與大家共同學習和探討。