南車資陽機車有限公司晨風(fēng)電氣分公司（四川 641301）張懷奎 王大明

1.插座體的結(jié)構(gòu)和性能特點

從圖1中看出插座體的結(jié)構(gòu)特點：左端外圓存在外螺紋M30×1.5，內(nèi)孔φ26.5mm，右端內(nèi)孔有兩條寬1.8mm和1.6mm，高2.2mm的凸鍵，外圓還要加工3條順時針方向的螺旋槽。零件小，壁薄，加工的尺寸較多，切削刀具較小，剛性差，表面熱處理前硬度較低。產(chǎn)品切削時，直接夾持存在夾痕，裝夾力過大零件受力變形導(dǎo)致加工尺寸超差，過小夾持不住，造成零件報廢。

2.工藝行程的制定

此插座體較薄、容易變形、內(nèi)部兩凸鍵和外部螺旋槽的成形是加工難點，產(chǎn)品遠期訂單較大，精鑄方向攻關(guān)存在困境，導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)進度受阻，影響了產(chǎn)品的研制進程。經(jīng)過分析，在小批量生產(chǎn)中放棄精鑄加工，采用型材切削加工，做好工藝行程和工裝夾具設(shè)計，并提前解決熱處理工藝對尺寸的影響。

圖1

此插座體如果先車削外圓后銑、插內(nèi)孔凸鍵存在裝夾力不足，零件加工過程中容易變形報廢等問題，因此先加工內(nèi)孔后加工外圓，并設(shè)計制作定位套，定位心軸，插削刀具，變徑向夾緊為軸向夾緊，消除夾緊力和切削力對零件尺寸精度的影響，內(nèi)孔與外圓互為基準，粗、精加工工序分開加工，這樣就能解決加工中的工藝難點，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

因此制定產(chǎn)品加工行程如下：左端外圓，兩凸鍵內(nèi)孔留余量，其余內(nèi)、外圓精車達圖→用彈性套裝夾外圓，鉆孔、銑、插內(nèi)孔凸鍵；采用帶凹槽的心軸定位內(nèi)孔，分度銑右端3條螺旋槽→去毛刺→采用旋轉(zhuǎn)分度頭銑左端圓弧R?！囎蠖送鈭A螺紋→外觀質(zhì)量及尺寸檢查→電刻標示→表面陽極氧化處理，螺旋槽φ4mm孔內(nèi)涂紅色油漆。

3.銑削、車削夾具及刀具的設(shè)計

采用卡盤三爪直接夾持鋁件插座體，表面容易產(chǎn)生夾痕影響產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)計開口彈性套如圖2所示，用于零件內(nèi)孔兩凸鍵的銑削和插削；中間端面孔的鉆削加工，內(nèi)圓弧R4mm的銑削定位及裝夾。由于內(nèi)孔凸鍵對應(yīng)的外圓軸向線為一條外螺旋槽的銑削基準線，內(nèi)孔凸鍵在銑削后容易定位，外圓螺旋槽的加工基線在內(nèi)凸鍵外側(cè)的徑向方向，為便于基準點的定位和裝夾方便可靠，采用彈性套裝夾零件外圓，采用左、右端軸向定位，銑削、插削兩內(nèi)凸鍵至尺寸，變卡盤的三點夾持為全包圍夾持，均分并增加了夾緊力，避免了卡盤夾緊薄壁零件造成變形產(chǎn)生夾痕，保證了產(chǎn)品尺寸精度和外觀表面質(zhì)量。

圖2

由于內(nèi)凸鍵尺寸較小，刀具剛性受切削力和長度的限制，直徑不能過小，采用插床加工又難以保證零件尺寸精度，因此采用數(shù)控銑削加插削的方式。銑削時存在圓弧過渡，圓柱銑刀不能銑削出平行的內(nèi)凸鍵，在銑削到一定的寬度時，對兩凸鍵進行插削，以去除銑削時存在的圓弧連接。設(shè)計左右?guī)锌诘慕M合插削刀具，用于兩不同寬度弧凸鍵加工，兩端弧鍵槽與所加工的凸鍵鍵槽寬度保持一直，深度為2.5mm，左、右刀具的切削刀面圓弧分別為R12.75mm、R14.5mm。在通過調(diào)整加工中心主軸的移動行程、速度和刀具徑向移動，就能加工出寬度和高度都符合圖樣要求的內(nèi)凸鍵。

圖3

圖4

在銑削加工外圓均布的三條螺旋槽時，采用內(nèi)凸鍵做周向定位，就能加工出基準統(tǒng)一的均布的3條螺旋槽，如圖3、圖4所示的定位心軸和墊圈，在心軸上銑削出1.6mm寬的鍵槽，找正心軸后，利用心軸左端面、外圓、凹槽、異性墊和螺母定位零件的六個自由度，為保證生產(chǎn)效率和找正方便，在定位心軸的φ35mm外圓上與凹槽同一徑向線上銑削出一找正平面，這樣心軸的凹槽裝入對應(yīng)零件的凸鍵，墊圈和螺母從另一端夾緊，并將夾緊力控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，就自動完成了零件的軸向和周向定位。在銑削外圓螺旋槽時，只需要找正心軸外圓的上的找正面A－A剖視方向右端面，就能保證零件外圓上的最高點就是螺旋槽加工的基準點。利用數(shù)控分度頭自動分度，編制程序后就可以加工三條均布的螺旋槽。

上述工序完成后，后面的內(nèi)圓弧R4mm的銑削，左端外螺紋的車削尺寸在中徑公差帶上需要減去陽極氧化后的鍍膜厚度30μm±5μm，其余工序就很容易滿足零件的尺寸要求。

4.結(jié)語

經(jīng)過小批量試制和裝配驗證，此工藝流程編制和工裝夾具設(shè)計合理可行，解決了產(chǎn)品加工過程中的夾持變形和夾持痕跡，加工后的尺寸精度及質(zhì)量滿足圖樣要求和裝配需要，圓滿地解決了國產(chǎn)化自制件替代進口件的開發(fā)任務(wù)，節(jié)約了較高的精鑄模具費用，減少外協(xié)制作周期10余天。同時為開發(fā)類似的產(chǎn)品提供了詳細的工藝流程和工藝裝備設(shè)計及驗證。當然提高生產(chǎn)效率，降低成本，就成了下一步的工作目標。