工序分散在雙偏心法蘭加工中的應(yīng)用研究

孫　濤，彭正蘭，張啟國(guó)

(1.四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，四川德陽　618000)(2.德陽產(chǎn)學(xué)研園區(qū)投資管理公司技術(shù)研發(fā)部，四川德陽　618000)

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工序分散在雙偏心法蘭加工中的應(yīng)用研究

孫濤1，彭正蘭2，張啟國(guó)2

(1.四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，四川德陽618000)
(2.德陽產(chǎn)學(xué)研園區(qū)投資管理公司技術(shù)研發(fā)部，四川德陽618000)

摘要:深入分析了雙偏心法蘭的零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于工序分散原則擬定了加工工藝方案，串裝三爪卡盤與四爪卡盤解決了工件雙偏心軸線的找正難題，合理安排數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的加工步驟，提高了生產(chǎn)效率，也兼顧了工人的技術(shù)水平。該雙偏心法蘭制造成功，為其他偏心盤套類零件制造提供了有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞:工序分散;雙偏心法蘭;加工工藝

在擬定工藝路線時(shí)，工序集中或分散的程度，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，有時(shí)還要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性。一般情況下，單件小批量生產(chǎn)時(shí)，只能工序集中［1－2］。而在雙偏心法蘭加工中，雖然加工精度要求低，批量小，按照一般原則，宜工序集中，但考慮到零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備和工人技術(shù)水平，在擬定工藝路線時(shí)，采用了工序分散的原則進(jìn)行工藝編制。

1　工件分析

雙偏心法蘭是中核新能核工業(yè)工程有限責(zé)任公司某款壓力容器上的重要零件，主要起密封和連接作用。雙偏心法蘭結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1　雙偏心法蘭結(jié)構(gòu)圖

該雙偏心法蘭上、下表面中心線相對(duì)于工件中心線各有一個(gè)3mm的偏心距，且分別向右、向左偏移，導(dǎo)致法蘭內(nèi)外圓與12個(gè)M12螺紋的兩個(gè)安裝基圓偏心。其材料為Q235－B，工件最大直徑184mm，厚度27mm，屬于典型的盤套類零件。該零件質(zhì)量約為15kg，生產(chǎn)綱領(lǐng)為250件/a，屬于小批量生產(chǎn)。該零件精度較低，經(jīng)過粗加工就可滿足尺寸精度、表面粗糙度和形位精度的要求。

2　工序分散在加工雙偏心法蘭中的應(yīng)用

2.1工藝方案的確定

由圖1可知，雙偏心法蘭的加工有2個(gè)難點(diǎn): 1)凸臺(tái)一面的外圓內(nèi)孔和100內(nèi)孔的中心線2與有溝槽一面和100內(nèi)孔中心線3相對(duì)于法蘭中心線1有偏心要求;2) 12個(gè)M12螺孔分布在兩個(gè)不同的基圓上，相對(duì)于法蘭有溝槽的下端面和中心線2，3有位置度的要求。

184外圓的中心線1是確定兩個(gè)偏心中心線2，3的基礎(chǔ)，且184外圓精度要求較低，可先行一步加工到位;法蘭有溝槽的下端面是12個(gè)M12螺孔的加工和測(cè)量基準(zhǔn)，先加工到位后，可避免重復(fù)劃線，劃線完成后，即可加工有偏心要求的外圓和內(nèi)孔。根據(jù)以上分析，擬定了以下3種工藝方案［2－5］:1)下料→車端面、外圓、內(nèi)孔及溝槽→劃螺孔位置線→鉆床上鉆螺孔的底孔→攻螺紋、打磨毛刺;2)下料→車端面、外圓、內(nèi)孔及溝槽→劃螺孔位置線→車床上鉆螺孔的底孔→攻螺紋、打磨毛刺;3)下料→車端面、大外圓及內(nèi)孔→劃大外圓中心線→在數(shù)控車床上車有偏心要求的外圓、內(nèi)孔→在立式加工中心上加工螺孔的底孔→攻螺紋、打磨毛刺。經(jīng)過對(duì)3種工藝方案綜合比較分析(見表1)，決定采用方案3。

2.2工件的裝夾

偏心工件的加工，要解決的主要問題是工件的裝夾，即如何把偏心部分軸線找正到與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)軸線重合。加工雙偏心工件時(shí)，要找正軸向截面內(nèi)對(duì)稱偏移的雙偏心軸線。一般按照工件加工批量、形狀和精度要求相應(yīng)選擇下面幾種裝夾方法: 1)用壓板將工件裝夾在花盤上進(jìn)行車削，適用于加工工件長(zhǎng)度較短、偏心距較大、精度要求不高的偏心工件; 2)用三爪自定心卡盤加墊塊或在四爪定心卡盤上進(jìn)行車削，適用于加工單件或形狀復(fù)雜但精度要求不高的偏心工件; 3)偏心卡盤法，適用于短軸、盤、套類等較精密的偏心工件; 4)雙頂尖法，適用于加工長(zhǎng)度較長(zhǎng)但偏心距較小的偏心工件［3］。綜合考慮后，雙偏心法蘭的裝夾采用基于第二種方法但又有所區(qū)別的方法，即用四爪卡盤反爪夾持一個(gè)三爪卡盤組成一個(gè)復(fù)合卡盤，既利用了四爪卡盤單動(dòng)易找偏心的優(yōu)點(diǎn)，又利用了三爪卡盤自動(dòng)定心的優(yōu)點(diǎn)。

表1　雙偏心法蘭工藝總體方案比較

2.3機(jī)械加工工藝過程

基于加工工藝方案3，擬定了雙偏心法蘭的機(jī)械加工工藝過程卡，見表2。需要指出的是，因?yàn)?2個(gè)M12螺孔分布在兩個(gè)不同的基圓上，在25工序加工螺孔底孔時(shí)，底孔坐標(biāo)位置不易迅速確定，可以參考圖2所示的螺孔點(diǎn)位坐標(biāo)圖。生產(chǎn)實(shí)踐證明，基于工序分散原則制定的加工工藝方案合理，零件的尺寸精度、表面粗糙度和形位精度完全符合客戶圖紙的要求，且生產(chǎn)周期短，效率高。

圖2　雙偏心法蘭螺孔點(diǎn)位坐標(biāo)圖

表2　雙偏心法蘭的機(jī)械加工工藝過程卡

3　結(jié)束語

在深入分析雙偏心法蘭零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)后，基于工序分散原則擬定了加工工藝方案，并解決了工件裝夾找正與生產(chǎn)效率的難題:用四爪卡盤反爪夾持三爪卡盤組成復(fù)合卡盤，解決了軸向截面內(nèi)對(duì)稱偏移的雙偏心軸線的找正問題;有偏心要求的外圓與內(nèi)孔的加工采用數(shù)控機(jī)床，其他工藝特征的加工采用普通機(jī)床，既合理考慮了工人的技術(shù)水平，又提高了生產(chǎn)效率，也保證了工件的質(zhì)量。該雙偏心法蘭制造成功，為其他偏心盤套類零件制造提供了有價(jià)值的參考。

參考文獻(xiàn):

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Research on application of dispersed process in double-eccentric flange

SUN Tao1，PENG Zhenglan2，ZHANG Qiguo2
(1.Department of Mechanical＆Electrical Engineering，Sichuan Engineering Technical College，Sichuan Deyang，618000，China) (2.Department of Research＆Development，Deyang Investment＆Management Co.，Ltd.，Sichuan Deyang，618000，China)

Abstract:It analyzes the construction features of double-eccentric flange，establishes the machining process based on dispersed process principle，designs serial installation three-jaw chuck and four-jaw chuck to ensure the alignment of workpiece＇s double-eccentric axes.This new process improves the production efficiency through reasonable processing steps of CNC machine tools and general machine tools，and balances the skill levels of workers.The success of this double-eccentric flange manufacture provides the mean reference for other eccentric plate and shell type parts manufacture.

Key words:dispersed process; double-eccentric flange; machining process

DOI:10.3969/j.issn.2095－509X.2015.06.020

作者簡(jiǎn)介:孫濤(1982—)，男，河南桐柏人，四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，西安交通大學(xué)博士研究生，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)與制造、三維光學(xué)測(cè)量、有限元模擬。

收稿日期:2015－04－17

中圖分類號(hào):TG506

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B

文章編號(hào):2095－509X(2015) 06－0079－03