臥式鏜床的多管系零件的工裝設(shè)計(jì)

蘭成均 黃在品

（中國工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所，四川綿陽621900）

某大型焊接構(gòu)件筒體的直徑為φ3 000 mm，高度為1 000 mm，筒壁厚度僅為20 mm，材料為304不銹鋼。沿筒壁圓周方向分布24件φ150 mm、φ100 mm的水平測試管系和12件φ100 mm的與水平傾角為10°的斜測試管系，要求36件支管軸線交于一點(diǎn)，允差為SR2 mm，如圖1所示。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，必須設(shè)計(jì)專用定位工裝組裝焊接，焊后精加工測試支管的法蘭與內(nèi)孔來保證對心要求。

1 測試管系的對心精度控制

1.1 主要工藝流程設(shè)計(jì)

大測試筒上的36件測試筒，焊接定位困難，焊后加工12個(gè)斜支管，需要研究設(shè)計(jì)制造專門的定位裝夾工裝滿足對心要求。由于普通臥鏜不具備擺角功能，無法一次裝夾完成12個(gè)與水平夾角10°的斜測試支管的精加工，因此12個(gè)向心孔系的加工，需設(shè)計(jì)專門的定位裝夾工裝，分12次分別裝夾定位完成對其精加工。圖2為零件加工的主要工藝流程。

1.2 斜支管的組焊和精加工

實(shí)際加工中對焊前24件水平測試支管和12件斜測試支管外圓、內(nèi)孔以及法蘭留精加工余量，其中，各測試支管的外圓分別與測試筒體的相應(yīng)孔配作，利用定位墊板和24件分體式組焊定位工裝對測試管系精確定位后組焊。組焊工裝分斜支管和直支管定位夾持件，各12件共24件，進(jìn)行焊接定位和焊后校形。為了方便安裝，工裝采用組合式設(shè)計(jì)，如圖3。

同時(shí)，以筒體內(nèi)孔和下法蘭端面為基準(zhǔn)建立靶心，在靶心位置設(shè)置SR2 mm的靶球，采用激光跟蹤儀實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)整，在通過測試支管孔的激光斑打到靶球后，點(diǎn)焊定位;焊接過程采用對稱分層施焊，并根據(jù)激光光斑的變化情況實(shí)時(shí)調(diào)整焊接參數(shù)。如圖4。

大測試筒的24個(gè)水平方向的測試支管焊后精加工，利用鏜床的工作臺回轉(zhuǎn)即可實(shí)現(xiàn)，對于12個(gè)10°斜支管，則需設(shè)計(jì)專門的定位裝夾工裝，分12次分別裝夾定位完成12個(gè)斜支管的精加工。以臥式鏜床作為加工平臺，設(shè)計(jì)兩件10°角墊將斜孔墊至水平方向，采用兩個(gè)φ12 mm的定位銷定位，并利用測試筒下法蘭上的24個(gè)光孔，用螺栓與墊板鎖緊，分12次裝夾定位，完成12個(gè)斜測試支管的精加工。工件斜測試支管加工工裝設(shè)計(jì)如圖5。

2 結(jié)語

經(jīng)加工驗(yàn)證，在普通臥式鏜床上采用工裝來保證測試管系的最終對心精度的工藝方法是可行的，制造精度滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

［1］王寶瑞，蘭成均.特殊零件上的向心孔系制造技術(shù)研究［J］.組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2004（9）:108－112.

［2］揚(yáng)黎明.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊［M］.北京:國防工業(yè)出版社，1993.

［3］梁炳文.機(jī)械加工工藝與竅門精選［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

［4］李洪.機(jī)械加工工藝手則［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

［5］李文.托架斜孔的加工［J］.機(jī)械工程師，2008（3）.

［6］杜小樹.斜孔工件空間角度的球面解法［J］.現(xiàn)代制造工程，2008（9）.