浅谈高精度U型深槽类零件加工（一）

李军超

（许昌烟草机械有限责任公司,河南 许昌 461000）

在异形类零件加工中，高精度U型深槽的加工以其加工工艺性差、加工应力变形、装夹困难等难点，一直是持续困扰机加企业的加工难题。本文结合生产实例从工艺优化、应力消除、装夹方法三各方面对高精度U型深槽零件的加工方案进行了有益探索。

1 高精度U型深槽类零件的特征

以下面典型高精度U型深槽零件实例进行分析。

图1 高精度U型深槽零件1简图

图2 高精度U型深槽零件常规加工工艺

根据图纸和工艺规程分析，我们发现该类零件有以下特征：

本文以该生产实例为例进行有针对性的阐述。

（1）结构为U型，加工去除材料量大。该U型开档深达71mm，宽40mm。

（2）通常兼具薄壁零件特性。侧壁仅厚7.5mm，是一个薄壁零件。

（3）公差精度要求严。对称度为0.02mm、垂直度为0.015mm 。

（4）通常无法一次完成加工。以本实例为例40mm开档需在30、60两个道序加工完成，道序不集中，二次装夹加工，开档内壁不容易接平且易造成零件二次装夹变形。

（5）加工过程中容易产生应力变形，形位公差不容易保证。

（6）通常槽内有曲面。加工R100圆弧容易造成零件的变形，影响加工质量。

2 高精度U型深槽类零件加工难点

根据上面对典型高精度U型深槽类零件实例的分析，我们可以归纳出该类零件加工具有以下难点：

（1）加工工艺性差。具体表现在槽深、壁薄、精度高、包含曲面。

（2）加工应力变形。具体表现在去除材料量大残余应力不易消除。

（3）装夹困难。具体表现壁薄、精度高且需要二次装夹。

3 高精度U型深槽类零件加工方案探索

针对高精度U型深槽类零件加工难点，将从加工工艺性优化、加工应力变形消除以及装夹方法改进三各方面进行有针对性的探索：

本文先着重从加工工艺性优化的进行探索

零件加工的难易与其要实现的功能有比较大的关系，故在完成同样功能的情况下，零件的结构设计决定了零件加工的工艺性，所以零件的工艺性验证是在确定零件的可加工性至关重要。还以上面的实例进行探索，以优化R100圆弧结构为例进行分析。

3.1 R100圆弧要实现的功能

图3 零件1与零件2配合关系

通过三维模拟装配图示，我们可以看到零件1在装配过程中和零件2相配合使用，装配的三维模型如图3所示。把结合图在中间剖开，如图4，零件1和零件2之间能以 12孔中心为轴心做旋转运动。R100圆弧和零件2上的11×15倒角保证在旋转时两个零件不发生干涉。

图4 改进前装配剖面图

图5 改进后装配剖面图

3.2 R100圆弧功能加工工艺性优化

如果把R100圆弧改成斜直面的话，加工工艺性好了，但两个零件会发生干涉。为了使两个零件旋转不发生干涉，通过作图软件作图分析，如图5，最终，得到如果同时把零件2上的11×15倒角扩大为15×25，就不会发生干涉。这样，保证了零件1加工工艺性良好，同时不影响设计效果及机器功能。

最终，优化后的零件变更为，如图6。

图6 零件1改进后简图

4 结论

本文根据高精度U型深槽类异形零件的特点，着重从零件的加工工艺性进行了阐述，为机加工企业攻克高精度U型深槽类异形零件提供了借鉴。

[1]陈宏钧主编.实用机械加工工艺手册[S].机械工业出版社,1997(06).

[2]梁炳文主编.机械加工工艺与窍门精选[M].机械工业出版社,2002(02).

[3]于克萍、胡庆安编.结构力学[M].西北工大出版社,2012(01).