利用普通車床實(shí)現(xiàn)半圓弧加工

陸梅玲

（寧夏銀川威力減速機(jī)廠，銀川750011）

0 引言

由于某產(chǎn)品的某次設(shè)計(jì)改型，使得原有的生產(chǎn)投料前期準(zhǔn)備的半成品投料備件成為廢品。為了節(jié)約生產(chǎn)材料，要把已投料的報(bào)廢改型材料根據(jù)其外形尺寸來(lái)大改小而加以再利用，從而讓廢品率大大降低，使得生產(chǎn)成本隨之減少。

對(duì)于實(shí)心零件來(lái)說(shuō)，比較容易再回收利用，但對(duì)于空心零件來(lái)說(shuō)，回收難度較大，主要是由于再加工的后道工序不好控制，多數(shù)不易加工或加工尺寸不合適，因此往往報(bào)廢件較多。

1 工藝分析

圖1所示為我公司已改型產(chǎn)品的框板。原圖紙尺寸外形為R179，改型后的外形圓弧為R176，其余尺寸均不變。由于已投入大批量的Q345-A/δ18材質(zhì)的板料，外形尺寸均是火焰切割機(jī)直接編程割成，庫(kù)存量大，若直接全報(bào)廢，則生產(chǎn)上浪費(fèi)很大，因此，公司要把這批廢庫(kù)存料改制成現(xiàn)行的產(chǎn)品零件，使得此產(chǎn)品零件能再次投入生產(chǎn)使用。

圖1

對(duì)比前后圖紙來(lái)看，從工藝技術(shù)上分析，存在以下問(wèn)題：

1）現(xiàn)根據(jù)改型后的R176來(lái)看，其外圓弧加工余量只有3 mm，且還不是半圓，由于板材不是實(shí)心，空心部分比較大，且外形比較難控制，因此技術(shù)改造比較大；2）如選用銑床設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)加工，加工過(guò)程還能省時(shí)省力些，但本部門(mén)因生產(chǎn)設(shè)備能力所限，并無(wú)此設(shè)備，因此這種方案實(shí)施不通；而對(duì)于本部門(mén)來(lái)說(shuō)，只有用于粗加工的普通車床可以考慮，而普通機(jī)床由于只適用粗加工，其機(jī)床精度所限，3 mm的單邊余量太小，而且所要加工的零件只是近半個(gè)的空心圓弧且還是空心，如果直接上車床加工，無(wú)法直接完成夾緊及加工。

2 夾具設(shè)計(jì)與應(yīng)用

根據(jù)本公司實(shí)際加工能力出發(fā)，特設(shè)計(jì)了工裝夾具來(lái)輔助生產(chǎn)加工，也就是設(shè)想把2塊近半圓的圓弧加入工裝夾具拼成整圓來(lái)加工，這樣車床上裝夾方便，利于實(shí)現(xiàn)此工件產(chǎn)品的加工，其設(shè)計(jì)思路具體如圖2所示，實(shí)施步驟如下：

2.1 制作工裝夾具過(guò)程

圖2

1）選取同零件厚度相同的板料，取用現(xiàn)場(chǎng)邊角料即可，由于不需要太高的精度，因此上火焰切割機(jī)編程割成圖2中序號(hào)2所示的長(zhǎng)條圓弧實(shí)心板的工裝夾具。

2）工裝夾具2下料后至完全冷卻，備用。

2.2 工裝夾具特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：1）工裝夾具2所用材料耗材較小，外形簡(jiǎn)單，所需材料可以找生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)廢棄的邊角料用即可，不用考慮工裝夾具制作的材料費(fèi)。2）工裝夾具2制作簡(jiǎn)單，直接利用火焰切割機(jī)編程下料即可。3）工裝夾具2可重復(fù)多次使用，耐用性強(qiáng)。

缺點(diǎn)：1）工裝夾具由于是火焰切割機(jī)直接編程下料，所以受熱變形較大，有可能變形量為1mm左右，此量可看作是允許的自由公差，對(duì)工件的后續(xù)車床加工影響不大，因此工裝夾具不影響后續(xù)使用。2）工裝夾具的制作，由于是熱加工，所以后道工序使用時(shí)須至完全冷卻，冷卻等待時(shí)間較長(zhǎng)，因此需提前制作完成才能不影響生產(chǎn)進(jìn)行。

2.3 夾具的裝配過(guò)程

1）根據(jù)零件外形尺寸及現(xiàn)有部分設(shè)備加工能力來(lái)定，選取CW6163加工。

2）CW6163車床床頭箱主軸套筒卸下原有的三爪卡盤(pán)，改上四爪卡盤(pán)。

3）圖1中的框板1靠平四爪卡盤(pán)平面，利用四爪卡盤(pán)的上卡爪3卡住框板1的一部分平端部分，其卡緊程度使框板1裝夾后不掉下來(lái)即可；同時(shí)四爪卡盤(pán)的左卡爪用反爪4卡緊框板1內(nèi)圓弧，備用。

4）在裝配完的一個(gè)框板1底端面拼入工裝夾具2左端面，頂緊，備用。

5）工裝夾具2右端面靠平、夾緊另一工件框板1，同時(shí)，四爪卡盤(pán)的下卡爪3卡緊拼好的工裝夾具2和另一框板1平面部分，再用四爪卡盤(pán)的右卡爪反爪4卡緊另一框板1的內(nèi)圓弧，稍微頂緊，備用。

6）在裝好的框板上的底端部分，上工裝夾具2，靠緊其接合部；用卡盤(pán)扳子調(diào)整卡盤(pán)下卡爪3的松緊，使已裝好的框板1與其頂緊接合的工裝夾具2不掉并能使之實(shí)現(xiàn)再調(diào)整即可，接著拼入另一框板1，即新上的框板1按底端外形靠緊工裝夾具2，繼續(xù)調(diào)整松緊程度和整圓的圓度；用卡盤(pán)扳子擰緊。

7）裝配完的框板1、工裝夾具2及框板1，使之拼成整圓如圖2所示，檢驗(yàn)其裝夾的工藝加工過(guò)程的可實(shí)施性；如以上裝夾不正確，繼續(xù)調(diào)整工件及工裝夾具的裝夾松緊程度和可用性，用卡盤(pán)扳子調(diào)整后擰緊，整體裝配需反復(fù)找正，鎖緊，直至工藝過(guò)程可實(shí)施為止，備加工。

2.4 工藝加工過(guò)程

1）啟動(dòng)機(jī)床之前，再次用車床用手轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤(pán)，探針找正并檢驗(yàn)找正及工藝可加工過(guò)程的正確性，同時(shí)檢查拼成的加工件的夾緊程度，確認(rèn)無(wú)誤再定加工。

2）啟動(dòng)車床，使車床轉(zhuǎn)速調(diào)到慢轉(zhuǎn)速，并以75 r/min的速度車削加工框板1外圓面至尺寸R176×2，即φ352。

3）加工完畢，停止機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)。用卡盤(pán)扳子先松開(kāi)四爪卡盤(pán)的鎖緊部分，使卡盤(pán)外卡爪3松開(kāi)卡緊的一工件及工裝夾具2的一部分，其剩余卡爪卡工件的松緊程度以另一框板1及工裝夾具2不會(huì)掉下來(lái)為準(zhǔn)；放好鎖緊板手，卸下工件，一次實(shí)現(xiàn)整體框板外圓弧的加工。

4）其余框板1的加工工藝過(guò)程同上即可，工裝卡具2可重復(fù)連續(xù)使用，直到所有改型前庫(kù)存件全部加工完為止。

3 結(jié)論

此框板1經(jīng)上述加工過(guò)程后，使得原有的框板1的精度由原來(lái)的Ra50上升至加工后的Ra12.5，不僅使廢品原材料得到利用，更使得零件外型尺寸加工精度大大提高。加工速度快，一次可同時(shí)加工兩件，縮短了加工工時(shí)，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

此類工件的裝夾通常首件費(fèi)事費(fèi)力，需要調(diào)整、找正，后續(xù)加工過(guò)程中無(wú)需調(diào)整、找正。加工時(shí)須采用車床的低轉(zhuǎn)速，否則工件易甩出傷人，對(duì)加工及周圍人員造成人身危險(xiǎn)。利用這種工藝方法，不僅使批量報(bào)廢料重新回收利用，而且提高零部件的精度等級(jí)，降低生產(chǎn)成本及工時(shí)成本，使批量改制產(chǎn)品避免了原有的火焰切割機(jī)下料時(shí)因受熱變形造成的外弧尺寸大小有差別的缺陷，從而得到整齊劃一的同一尺寸。

［1］ 聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.5版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.