典型鑄造件機(jī)械加工工藝方法研究

■航宇救生裝備有限公司 （湖北襄陽(yáng) 441003） 張業(yè)俊

典型鑄造件機(jī)械加工工藝方法研究

■航宇救生裝備有限公司 （湖北襄陽(yáng) 441003） 張業(yè)俊

摘要：根據(jù)鑄造零件實(shí)際情況，在鑄造件上適當(dāng)增加工藝凸臺(tái)，方便機(jī)械加工時(shí)的裝夾。分析某典型鑄造零件的外形及尺寸特點(diǎn)，通過(guò)增加輔助壓緊工藝凸臺(tái)的方法，最后確定毛坯狀態(tài)，使零件加工變繁為簡(jiǎn)，提高了加工效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

鑄造作為常用的制造方法，具有制造成本低、工藝靈活性大、可以獲得復(fù)雜和大型零件的優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械制造中占有很大的比重。現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，使得鑄造的精度、質(zhì)量都有較大的提高，鑄件的質(zhì)量越來(lái)越容易得到保證。但是，鑄造件在后續(xù)加工中往往因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)、裝夾方法等因素的影響，造成不合格品的產(chǎn)生。因?yàn)闄C(jī)械加工原因造成的產(chǎn)品報(bào)廢，不僅提高了生產(chǎn)成本，造成了不必要的浪費(fèi)，還延誤了生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)，使生產(chǎn)任務(wù)不能如期完成。筆者試圖通過(guò)一個(gè)比較典型的鑄造件來(lái)尋求一種比較科學(xué)可靠的機(jī)械加工工藝方法。

1. 零件技術(shù)要求

我公司某零件形狀如圖1所示，有多個(gè)零件裝配在其中，故其加工精度對(duì)整個(gè)系統(tǒng)能否正常工作起著至關(guān)重要的作用。該零件形狀復(fù)雜，尺寸繁多，要想高效地加工出合格的零件，就必須深入理解圖樣尺寸關(guān)系，選擇出方便裝夾、加工的基準(zhǔn)。

該零件毛坯材料ZM5A-T4，鑄造精度按H B 6103―1986 CT10。為了保證裝配的安裝精度，要求圖1中A、B、C、D四個(gè)孔的相對(duì)位置十分嚴(yán)格。孔距之間的尺寸精度±0.05mm，孔徑尺寸精度為H8級(jí)，幾何形狀公差要求平面度為0.05mm，表面粗糙度值Ra=1.6mm，角度公差±10′。

從裝配要求及使用方面考慮，該零件的加工重點(diǎn)在于四處孔的加工。為了減少加工面，縮短加工時(shí)間，鑄件選擇精密鑄造，將欲加工部位減到最少，零件的主要加工部位集中在圖1的A、B、C、D四個(gè)部位，另外有一些在裝配安裝零件時(shí)要用到的面、孔也留余量加工。下面就基準(zhǔn)的選擇、工藝過(guò)程的安排進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

圖1

2. 精基準(zhǔn)的選擇

所謂精基準(zhǔn)，是指在最初幾道工序中就加工出來(lái)，為后面的工序做好定位、裝夾的準(zhǔn)備，在后續(xù)的加工中，以它為基準(zhǔn)對(duì)別的部位進(jìn)行加工。

該零件形狀復(fù)雜，沒(méi)有規(guī)則的面供我們選取，相比較而言，A、B兩孔比C、D兩孔更適合用精基準(zhǔn)，主要是考慮到以下兩個(gè)方面。

（1）A、B兩孔是裝配孔（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)），這樣能使工藝與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，符合“基準(zhǔn)重合”原則，可以減少尺寸換算，避免因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。

（2）A、B兩孔相對(duì)坐標(biāo)系關(guān)系簡(jiǎn)單，而C、D兩孔是空間孔，不易定位、裝夾。

3. 粗基準(zhǔn)的選擇與加工

粗基準(zhǔn)是用來(lái)加工精基準(zhǔn)時(shí)所用的定位面，它應(yīng)能保證在以后的加工中各加工面的加工余量均勻，以及在后續(xù)加工中定位、夾緊牢固可靠等要求。

該零件形狀復(fù)雜，供加工中裝夾壓緊的部位幾乎沒(méi)有，另外C、D兩孔較長(zhǎng)，加工過(guò)程中如果沒(méi)有可靠的剛性支撐，會(huì)發(fā)生振刀，影響孔的加工精度，所以在確定零件毛坯狀態(tài)時(shí)必須考慮周全，為以后加工做好準(zhǔn)備，達(dá)到事半功倍的效果。

圖2所示是最后確定的毛坯狀態(tài)，主要做了以下兩處改動(dòng)。

（1）增加了兩處帶凸臺(tái)的E、F面，這樣在加工中能夠方便壓緊零件。

（2）增加了四處圓柱凸臺(tái)F，一是起到擴(kuò)大定位面的作用，二是輔助壓緊時(shí)起到支撐的作用。

實(shí)際加工中，第一步按一定的尺寸把E、F面加工出來(lái)，將其作為粗基準(zhǔn)，為后續(xù)加工做好基準(zhǔn)。

4. 精基準(zhǔn)的加工

完成了粗基準(zhǔn)的加工后，第二步是對(duì)精基準(zhǔn)的加工。加工中以第一步加工的面定位，輔以圖3所示的零件中心線和A、B兩孔中心平分線，對(duì)A、B、C、D四孔進(jìn)行粗加工。

這一步加工極為重要，稍有不慎零件的加工將以失敗而告終。為了驗(yàn)證所找的基準(zhǔn)線是否準(zhǔn)確，加工中應(yīng)注意觀察零件的余量分配是否合理。在毛坯試加工時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)不合適時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整尺寸對(duì)零件進(jìn)行拯救性加工。

后續(xù)加工按以下步驟進(jìn)行：

（1）圖3中的A、B、C、D四孔粗加工完成后，零件翻面，以A、B兩孔定位將圖2中凸臺(tái)E面上的兩孔精加工。

（2）以圖2中凸臺(tái)E面上精加工的兩孔定位，對(duì)零件所有的加工部位進(jìn)行精加工。

（3）最后零件翻面將圖2中的E、F共6處凸臺(tái)去除。

圖2

圖3

5. 結(jié)語(yǔ)

該零件的加工工藝重點(diǎn)是對(duì)鑄件毛坯基準(zhǔn)的選擇和增加輔助壓緊工藝凸臺(tái)?；谡_的基準(zhǔn)和合理地增加工藝凸臺(tái)，使零件的加工變繁為簡(jiǎn)，縮短了加工時(shí)間。實(shí)踐證明，這種方法是高效、可靠的。

由此可以看出，對(duì)于鑄造件，無(wú)論其復(fù)雜程度如何，基準(zhǔn)的選擇非常重要，合理的基準(zhǔn)往往能起到事半功倍的效果。在進(jìn)行鑄造圖樣設(shè)計(jì)時(shí)，除了基準(zhǔn)外，還必須要考慮到后續(xù)機(jī)械加工時(shí)的裝夾是否便利、可靠。比如文中所提的鑄件，增加了四個(gè)工藝圓形凸臺(tái)就是出于對(duì)后續(xù)加工時(shí)裝夾的考慮。

事實(shí)上，對(duì)于鑄造件的加工是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，本文只是通過(guò)一個(gè)比較典型的零件來(lái)摸索一些加工方面的經(jīng)驗(yàn)，僅僅是管中窺豹而已。

收稿日期：（20141024）