一种偏心不规则零件的加工工艺分析

李鹏， 赵洋， 狄喜峰

（凯迈（洛阳）气源有限公司，河南洛阳 471003）

0 引言

生产中往往会遇到偏心不规则类零件，该类零件由于形状不规则，且内外圆不同心，给生产加工造成了一定的麻烦。下面就一种典型的偏心不规则零件来谈一谈该类零件的加工工艺分析及夹具设计方法。

1 零件结构特点

如图1所示，该零件材质为不锈钢69111，总体尺寸为φ40 mm×55 mm，属不规则复杂型零件，具体特点如下：1）偏心圆。图中左端外圆φ34 mm与右端外圆φ25 mm不同心，偏心距为4.6mm。2）薄壁件。左端外圆φ34 mm（内孔30 mm），壁厚为2 mm；右端外圆φ25（内孔 φ22 mm），壁厚为 1.5 mm。3）不规则圆弧。图中两处圆弧R34.3 mm和R34.5 mm的圆心点与两偏心圆中心均有严格的尺寸精度要求。

图1

2 工艺分析

由于该零件材质为气瓶专用不锈钢69111棒料，毛坯经固溶处理后，金属导热系数变大，加工过程中容易产生变形、粘刀及断刀的现象。因此，在设计工艺路线、数控加工方法及切削参数时需重点考虑。根据零件的材料特性、结构特点及尺寸精度要求，总体工艺路线设计为粗加工、半精加工和精加工3个阶段。

粗加工的目的是尽可能高效大面积地去除零件大部分的余量，切削效率是粗加工主要考虑因素；半精加工的目的是继续去除粗加工后留在零件表面的加工余量，使精加工余量小而均匀，便于精加工时采用较小切削量和较高的切削速度；精加工是实现产品最终形状最关键的一步，零件的表面质量和尺寸精度都是由精加工工序保证的。为达到精度要求，精加工应采用较高的切削速度和较小的进给量。同时在精加工阶段加工偏心圆时，为了确保偏心圆的尺寸精度和尺寸稳定性，必须考虑设计出一套方便实用、安全可靠的专用偏心车夹具。

分析该零件的内外结构特点，右端小圆φ25-0.01-0.05的偏心距和圆弧R34.3及R34.5的圆心点均是相对左端大圆φ34-0.045-0.055中心标注的。因此，考虑先加工出φ34-0.045-0.055外圆、内孔及相关尺寸，并预先再加工出基准外圆φ570-0.03作为后续工序加工的装夹定位和测量基准使用。

设计工艺路线为：固溶处理→粗车（去余量）→半精车（加工基准）→数铣（加工定位孔）→精车（加工偏心圆）→线切割（加工圆弧）→其它工序。

图2

3 夹具设计

3.1 偏心车夹具

该套夹具主要由夹具体、定位销、压板、内六角螺钉组成（见图2）。使用方法是：通过数控车床三爪卡盘夹持夹具体φ40外圆，用夹具体的偏心套孔装夹零件，再用一个菱形定位销固定零件的角向位置，然后用四个压板均匀压紧零件，最终来完成零件右端尺寸外圆、支口内孔偏心圆及其它相关尺寸的加工。

3.2 线切割夹具

该夹具主要完成瓶体两处不规则圆弧R34.3及R34.5的线切割加工，夹具外形结构如图3所示。

图3

另外，为了预防夹具体在加工穿丝槽（穿丝孔）时变形，以致影响到夹具定位面的尺寸精度，因此设计成如图3所示的整体封闭式结构。

4 结论

分析制定的工艺路线，针对该零件还是比较适宜的，它既考虑到了零件材料的特性，着眼于改善零件的切削性能，又兼顾到了零件的内外形特点，便于装夹和防止零件变形。通过设计出一套专用偏心车夹具和一套不规则圆弧线切割夹具，来满足零件加工的装夹定位和测量，确保了零件加工的尺寸精度和外观质量，达到了又快又好的目标，最终实现了零件加工质量的可靠性和稳定性。为其它偏心不规则类零件的加工提供了切实可行的参考。