一种高精度复杂机座关键部位的加工研究*

赵松涛，杨世忠，梁军华

(1.四川工程职业技术学院 机电工程系，四川 德阳　618000；2.中国第二重型机械集团公司，四川 德阳　618000)

一种高精度复杂机座关键部位的加工研究*

赵松涛1，杨世忠2，梁军华1

(1.四川工程职业技术学院 机电工程系，四川 德阳618000；2.中国第二重型机械集团公司，四川 德阳618000)

摘要：通过分析一种高精度复杂机座的结构特点、工艺技术要求和加工特点等，在熟悉其工艺路线的设计、定位基准的选择以及零件主要结构的基础上，分析制订了机座关键部位的加工工艺方案，详细地阐述了机座关键部位的大扣螺纹起点控制、蘑菇头槽的加工、输送机轴孔内键槽的加工与抽筒子轴孔的加工工艺方案。实践证明，该机座关键部位的加工工艺具有可行性。

关键词：高精度复杂机座；加工工艺；蘑菇头槽；轴孔；轴孔内键槽

0前言

某研究所新开发的新型压力设备，它在很多技术方面处在国内同行业的领先地位，该压力设备具有结构小、重量轻、运输方便的特点。机座是该设备中最关键、最重要的零件之一，是连接压管、摇架、输送机构等的核心零件。该机座工序内容多、工艺路线长，其加工质量在很大程度上决定着压力设备的装配精度与性能。

从大量加工实例分析[1]中看出，加工工艺设计不好，工艺方案考虑不周会导致加工精度不易保证、制造成本上升。

该新型压力设备的机座是精度高、结构复杂的加工零件，因此，对其加工工艺设计问题进行研究，对保证其加工质量和提高生产效率具有实用意义。

1工件的结构和技术要求

分析该压力设备机座的零件图样，该零件结构复杂，加工部位多达83处、尺寸精度最高达到IT5级，形状位置精度最高达到6级和表面粗糙度最高达到Ra0.8，加工难度大[2-3]，主要包括大扣螺纹起点的控制、蘑菇头槽的加工、输送机轴孔内键槽的加工、抽筒子轴孔的加工，工件是经过调质热处理的钢锻件，其硬度、强度和韧性等机械性能都高于一般金属材料，它的切削性能比一般金属差，这些客观条件，对工艺方案的制订和生产组织来说都是一次考验。本文制订了一种适应该压力设备机座的加工工艺方案，并将其应用于实践。

2工艺方案设计与加工

为了缩短生产周期，通过对图纸的分析，我们发现该零件完全可以用已经粗加工后调质热处理的机座的半成品来加工，同时通过与研究所设计人员的多次沟通，详细了解了机座各个部位的功能和作用，并结合工厂实际，制定了详细的加工工艺，工艺内容长达61道工序，加工中改制和新设计工装、专用刀具共20余种[4-5]，下面介绍几个关键部位的加工。

2.1大扣螺纹180×12起点的控制

β=360°T/P

(1)

式中：β为刻线允许偏差；

T为图纸要求的起点螺纹的公差值；

P为螺纹的螺距。

图1　机座图样的A-A视图

根据图纸要求知：T=0.07；P=12；

带入公式(1)得β=360×0.07/12=2.1°；

根据计算的结果，设计了如图2所示螺纹起点量规，同时，因机座长500mm，大扣螺纹表面粗糙度达Ra3.2，且大扣螺纹对各基准面都有位置公差要求，工艺上为了保证图纸要求，采用改制后的车用工装来加工工件，最终经检测加工出的大扣螺纹达到了图纸要求。

图2　螺纹起点量规

2.2A向视图中蘑菇头槽的加工

机座图样A向视图中的蘑菇头槽的加工，如图3所示。该槽处于工件上镜面与前面之间的实体内，其上表面距机座后面距离长达270mm，接近弹门侧面，由于机床主轴无法伸进闩室加工该槽，当采用φ30的专用棒铣刀加工时，因棒铣刀又细又长(长度不小于320mm)，造成加工时刀具的让刀将非常严重，且极易打刀，无法加工出符合要求的槽。

图3　机座图样的A向视图

为此，在考虑各个因素后[6-7]，制定了改进后的方案，如图4所示，方案如下：

(2)排钻阴影部位后，用小角铣头加工该部位符图；

(4)逐渐转动工作台，用棒铣头完成对图4b阴影部位的加工；

图4　蘑菇头槽的加工

图5　机座图样的主视图

2.4抽筒子轴孔的加工

图6　机座图样的N-N向视图

2.4.1抽筒子轴孔加工的工艺难点

2.4.2采取的工艺措施

(3)为保证孔的定位尺寸195.5±0.05，设计如图8所示的镗模，通过夹具法实现。

图7　专用浮动镗杆

2.4.3工艺实施

加工前，将镗模以A基面和B基面找正，如图8所示，找正误差不大于0.01mm，完成镗模对机床的正确定位。工件以B面和C面为定位支撑，在镗模中进行正确定位，从而保证孔的位置尺寸195.5±0.05和68±0.05[8-10]。

图8　镗模

图9　铜套

3结束语

通过分析新型压力设备机座结构特点、工艺技术要求等，深入地研究了该机座关键部位加工工艺，确定了其加工时的定位基准，详细地阐述了机座的关键部位合理的加工工艺。在大扣螺纹起点的控制中，设计了螺纹起点量规；在蘑菇头槽的加工中，在保证图纸要求又保证生产进度的前提下，改进了合适的工艺方案；在输送机轴孔内键槽的加工中，将工艺方案从一步插

削加工调整为三步加工该键槽；在抽筒子轴孔的加工中，针对其加工的工艺难点，采取了合适的工艺措施。

该压力设备属于开发的新产品，关键零件机座的加工工艺也是新的尝试，在各部门和质量检查部门的配合下，合理制定工艺方案，按此加工工艺加工出机座的关键部位获得了成功，经装配试车，达到了设计要求；同时，也为今后该类零件加工提供了宝贵的技术资料，积累了针对高精度复杂机座加工的经验。

[参考文献]

[1] 周振宝.单缸柴油机主轴承盖的工艺方案分析及工装设计[J].组合机床与自动化加工技术，2008(2):87-89.

[2] 常海，张银洲，肖建强，等.某壳体零件加工工艺设计[J].制造技术与机床，2012(6)：133-135.

[3] 张普礼，刘惠.油缸端盖机械加工工艺的优化[J].组合机床与自动化加工技术，2005(1)：87-88.

[4] 周振宝.齿轮泵壳体加工工艺分析[J].机械设计与制造，2005(11)：112-113.

[5] 刘旭宇， 陈昭荣.加工中心上箱体零件加工工艺路线的确定[J].机床与液压，2003(2):260-262.

[6] 陈欣，姜鹤，王可，等.柱形棒铣刀铣削锥形螺杆的切削形面产生机理[J].沈阳工业大学学报，2010，32(5)：520-525.

[7] 王俊青，李恒娟，孙大平.机车刹车轮毂径向孔零件的加工工艺方法研究[J].制造技术与机床，2013(6)：112-116.

[8] 刘军，全林斯，吕梁.机械加工工艺过程质量控制模型的研究[J].组合机床与自动化加工技术，2006(9)：82-84.

[9] 李聪波，李鹏宇，刘飞，等.面向高效低碳的机械加工工艺路线多目标优化模型[J].机械工程学报，2014，50(17)：133-141.

[10] 熊智文，郭俊，李刚炎.汽车前轴机械加工工艺方案的制定与应用[J].机械设计与研究，2008,24(6)：89-90,112.

(编辑赵蓉)

Research on the Processing of Key Parts of a High Precision Complex Frame

ZHAO Song-tao1,YANG Shi-zhong2,LIANG Jun-hua1

(1.Department of Mechanical and Electrical Engineering, Sichuan Engineering Technical College,Deyang Sichuan 618000,China;2.China National Erzhong Group Co.,Deyang Sichuan 618000,China)

Abstract：This paper analyzes the characteristics of the structure and process of precision complex frame, and analyzes the technical requirements and characteristics of mechanical machining. Based on the design of the process,selection of locating datum and the main structural parts,manufacture process is formulated.This paper describes the starting point of the control thread, Mushroom head groove processing,Transmission shaft keyway processing hole play and processing scheme of extractor shaft hole.Practice shows that this pressure tail seat processing technology is feasible.

Key words：high precision complex frame；machining process；mushroom head groove；shaft hole；extractor shaft hole

文章编号：1001-2265(2016)06-0134-04

DOI:10.13462/j.cnki.mmtamt.2016.06.036

收稿日期：2015-12-07

*基金项目：德阳市2014年度重点科技计划(科技支撑计划、校市科技合作)项目(2014KJ-04)

作者简介：赵松涛(1969—)，男，四川德阳人，四川工程职业技术学院副教授，研究方向为机械加工技术，(E-mail)1416573264@qq.com。

中图分类号：TH 162；TG506

文献标识码：A