一种多孔盘类工件的加工工艺分析

孙自龙 吴传军

(德州德隆(集团)机床有限责任公司，山东 德州253003)

在机械加工现场经常遇到一种盘类工件，其端面上分布多个有尺寸公差要求的孔。而且各孔相对于工件的基准有着较严格的形位公差要求。该类工件按常规的钻镗方法加工，效率低，成本太高。本文介绍了在普通车床上安装自行设计的夹具进行车削加工的具体工艺。

1 工件结构及工艺分析

零件图如图1。

该多孔盘工件内孔φ182+0.063mm 为基准孔，外圆要求与基准孔同轴0.03 mm。6－φ19 mm通孔为螺栓过孔，中心位于φ155 圆周孔上且等分布置。其余13－φ34+0.027mm 孔分布在各不同的圆周上，各孔的尺寸及表面质量要求严格，而且各孔相对于基准孔φ182+0.063mm 有严格位置精度要求，位置度要求为φ0.10 mm。

2 加工方法分析

图1 中6－φ19 mm 通孔为穿固定螺栓用的通孔，精度较低，可以通过平台划线、钻床钻孔的方法加工。因外圆φ190－0.2－0.3mm 的表面质量及要求的位置精度较高，可以用外圆磨床以工件中间的φ34+0.027mm 孔为工艺基准磨削完成，该φ34+0.027mm 孔应与工件的设计基准孔φ182+0.063mm 保持同轴。

这里主要介绍了13－φ34+0.027mm 孔的加工。对于单件小批量加工，可以采用卧式加工中心编程加工各孔，精度易保证，但加工中心的消耗、工时成本及劳动力成本均太高，对大批量工件的加工，效率相对非常低，大大降低了经济效益。如果采用普通镗床加工，因各加工孔数量较多，各孔的坐标计算比较繁琐。对操作者计算及操作技能均要求较高，加工难度也很大。通过仔细分析研究，根据以往工作经验，采用夹具在普通卧式车床CW6163 上加工，靠夹具自身精度保证各孔位置精度，靠加工者操作技能保证各孔的尺寸要求及表面精度。此方法加工简单，生产成本较低。

3 夹具结构原理分析

夹具结构如图2 所示。

图2 中定位盘主要起端面定位作用，与各定位销配合使用。定位盘的外圆φ300 mm 与右端面要求垂直度误差不大于0.02 mm。该夹具以φ300 mm 外圆的中心为基准。定位销1、定位销2、定位销3、定位销4所在的孔的位置度相对于φ300 mm 外圆轴心线不大于0.025 mm。定位销1 与定位销2 用来车削工件φ89 mm 圆周上6 个φ34+0.027mm 孔时定位。定位销3 与定位销4 用来车削工件φ144 mm 圆周上6 个φ34+0.027mm 孔时定位。M16 螺纹孔用来穿紧固工件的螺栓。

因为定位盘外圆φ300 mm 与右端面要求跳动不大于0.02 mm，粗糙度精度高，所以在加工时，将定位盘的外圆φ300 mm 与右端面在一次装夹的情况下直接车削出来，靠车床自身的精度来保证端面与外圆的跳动要求。

为保证各定位销的位置精度，夹具体上安装定位销1、2、3、4 的各孔在坐标镗床或卧式加工中心上加工出来。加工各孔时，需严格找正工件的右端面及外圆φ300 mm 的中心位置。

本夹具直接装卡于卧式车床CW6163 的四爪卡盘上。每批加工时可用百分表找正工件的右端面，φ300 mm 外圆应严格与主轴同心。

4 加工准备

首先，多孔盘工件上6－φ19 mm 及φ28 mm 沉孔划线钻削完毕，13－φ34+0.027mm 孔在普通钻床上钻扩至φ30 mm，留4 mm 精加工量。

其次，中间孔φ34+0.027mm 与基准孔φ182+0.063mm精车后留磨量，找正工件右端面0.02mm 后，在M2120内孔磨床上一次装夹磨削完成，孔φ34+0.027mm 精磨至φ34H6(+0.016)，这样就保证了两孔的尺寸精度及同轴，同轴度不大于0.01 mm。以后工序精加工其余12－φ34+0.027mm 孔时均以中间孔为主要定位基准孔。

最后，以中间孔φ34+0.027mm 为间接基准，穿1:5 000锥度心轴，在MG1432A 高精度外圆磨床上精磨外圆φ190－0.2－0.3mm 至 尺 寸，同 轴 度 及 尺 寸 均 可 达 到要求。

5 加工过程

将夹具体安装于CW6163 车床的四爪卡盘上，用百分表找正工件右端面及φ300 mm 外圆，要求跳动＜0.02 mm，卡紧。下方M16 的孔内装入双头螺栓，准备好压板，用来夹紧多孔盘工件用。首先加工φ89±0.1 mm 圆周上6－φ34+0.027mm 孔。然后再以φ89 mm 圆周上加工出的φ34+0.027mm 孔定位加工φ144 mm 圆周孔上的6－φ34+0.027mm 孔。具体加工工艺过程如下:

(1)将多孔盘工件的中心孔φ34+0.016mm 穿到夹具体的定位销上1 上，Ⅰ孔(见图1)穿过M16 的双头螺栓，同时Ⅰ孔内放置φ29.8 mm 粗定位套(Ⅰ孔现在的尺寸为φ30 mm)。工件的右端面与夹具体的右端面靠平，这样在工件多孔盘与夹具体之间就有了1 个空腔，一方面减少了接触面积，提高了定位精度;另一方面，空腔可以用来储存车出的切屑，防止排屑不及时造成的工件内孔划伤等其他问题。压紧压板。

由定位盘图纸尺寸可知，此时工件中心与机床旋转中心的偏心距离为44.5 mm，需要在定位盘上方加装配重来平衡。配重完毕后，进行下一工序。

(2)半精车φ89±0.1 mm 圆周上的φ34+0.027mm 孔至φ33.8 mm。然后用铰刀铰内孔φ34+0.027mm 至尺寸φ34H7(+0.025)。至此φ89±0.1 mm 圆周孔上的第1 个φ34+0.027mm 孔加工完毕。

(3)拆下压板，旋转工件，将工件的中心孔φ34+0.016mm 及刚加工完的φ34H7(+0.025)分别穿到夹具体的定位销1、定位销2 上定位。压紧螺钉。车、铰φ89±0.1 mm 圆周孔上的第2 个孔。

(4)以此类推，以中心孔φ34+0.016mm 及上一工序刚加工完的φ34H7(+0.025)定位，精加工φ89±0.1 mm圆周上的其余各孔。

(5)加工完φ89 mm 圆周上的φ34+0.027mm 孔后，将工件的中心孔φ34+0.016mm 及φ89 mm 圆周孔上任一φ34H7 孔分别穿到夹具体上的定位销4、定位销3上，压紧，在夹具体的下方配重平衡后，精车，铰φ114±0.1 mm 圆周孔上的第1 个φ34+0.027mm 孔至φ34 H7(+0.025)。

(6)拆下压板，旋转工件，重复工序5，依次加工完φ144±0.1 mm 圆周上的其余各φ34+0.027mm 孔。

至此，加工出完全符合图纸要求的零件。

6 结语

使用此方法加工后，减少了加工中心的占用，在普通车床上就完成了工件的加工。非常适用于大批量生产，产品的质量、交货期、得到大幅提升，大大提高了经济效益。