一种大直径薄壁芯模筒体的加工

李剑飞

(太原重型机械集团有限公司，山西 030024)

我厂首次加工制造的一种芯模，其外筒带有锥度，外圆表面要缠绕玻璃纤维，并在纤维面上涂胶，涂胶固化后车外圆。要求使用90°顶尖车床，顶起后加工要求两端同心，使用时要求能顺利拔模，不能出现倒锥现象。该产品用于特殊专用行业，精度要求高，加工难度大。

1 芯模的组成及装配要求

该芯模是由筒体、左右半轴、左右封头、固化套、轴套、堵块、大圆螺母等组成。筒体是由10 段外筒组焊而成，最后加工成型后带稍。左右封头外表面要求满足椭圆方程。

整体装配完成后，要求筒体平行度、同轴度、圆度均在0.20 mm 以内。左右半轴要求同心度在0.10 mm 以内。并要求做静平衡实验，配重不超过500 kg。

2 关键件及加工工艺

该产品的关键件为:两端的封头和整个芯模筒体。

封头为半椭圆球型，前期的压制需找专业厂家生产。由于是非标规格，压制成的椭圆封头不能直接成型，需重新设计将原来的一体拆成两部分焊接而成。通过绘图计算，重新下料组合，拆分的封头两部分见图1、图2，封头组焊图见图3。

图1 封头件AFigure 1 Head A

图2 封头件BFigure 2 Head B

焊好后的封头上车床加工定位止口，找正时需垫数条小条形刀杆，接触面不能大，否则无法进行调节。加工外表面的椭球面时，要上数控车磨床。由于壁薄不好装卡和找正，需设计专用工装，以加工好的止口定位，用工装将内壁撑起。对于椭圆外形的加工，要求使用支持方程公式计算的高版本数控车床，数控编程将走刀编入椭圆方程，走程序将外形加工出来。

图3 封头组焊图Figure 3 Drawing of Head assembly welding

对于芯模筒体，整个筒体长6 650 mm，壁厚25mm，由10段外筒对接组焊而成，外圆及筒体两端端面留量后进行粗精加工。由于壁薄且筒体长，必须粗车后留下余量用千叶轮抛光才能保证精度。加上外筒还带有锥度，所以需将筒体分为14 段，每500 mm 为一段，每加工一段就要测量一次。锥度不能有一点倒锥，出现倒锥整个筒体便无法使用，所以要控制好尺寸精度。进行抛光时，抛光量也不能过大，必须严格把关。最后在筒体左右半轴端打中心孔，要求两端同心度为0.10 mm。由于轴细，筒体外径大，车床夹住细轴后颤抖很厉害。怕划伤芯筒外圆不能直接安装支撑，只能在靠近封头处垫牛皮托起，进行修中心孔，最后再重新抛光架位处。

机加工并装配完毕后，要对整个芯模筒体做静平衡实验，进行配重的位置要美观隐蔽且配重方便。在找到配重点后，根据计算力矩，在筒体内筒减重孔中穿一根轴，起到了配重的作用，最终达到图纸要求。

3 结束语

芯模筒体的成功加工，为我厂以后加工此类产品奠定了良好的基础。总结加工工艺过程，还需改进完善的地方有:(1)封头件B 的端面要留量，这样在加工外椭圆球面时不会出现无法借量的问题。(2)加工芯模筒体的外圆时，精车加工无法保证精度，需留一定余量进行最后的抛光。但是余量不宜留太多，否则抛光量太大，抛光次数太多，走刀量不好掌握，容易出现倒锥现象，反而不利于尺寸精度的控制。