某铝壳体多嘴接头车加工夹具设计

孙奇

摘 要：某铝壳体多嘴接头是一种捕获漂浮物回收装置，针对不同的工况及目标，抛射角度有所不同。本文以公司承揽中国科技集团五院某系列型号壳体多嘴接头为加工对象，分析零件结构特点，提出采用普车车削和数控铣加工加工工艺相结合的方案，通过UG软件建模与装配功能直观地揭示了零件加工的工位及加工的物理状态；通过计算机绘制普车加工工位平面图，充分考虑刀具退刀及干涉问题，设计专用端面槽车刀；并设计转位工装实现车工及铣工过程中的角度问题。经过实践验证，采用普车加工和数控铣加工缩短了生产周期，提高了生产效率。

关键词：多嘴接头；夹具设计；加工工艺

0 引言

某铝壳体多嘴接头是一种捕获漂浮物回收装置[1]，在航天工程中具有广泛的应用前景[2]。针对不同的工况及目标，抛射角度有所不同，该壳体的发射筒具有导向作用。该壳体有30°四头、30°六头、55°六头共3种形式，见图1。

1 结构工艺性分析

该壳体下半部为规则的回转体类结构，加工简单；主要难加工部分为上半部的六个发射筒，这部分结构相互之间并不在同一平面内，并且绕Z轴均匀分布，发射筒外圆与内孔的同轴度为0.01mm。因此，加工过程中则需要考虑角向定位和空间位置转换，刀具退刀及干涉，外圆和内孔在同一工位中连续加工完成，见图2。

零件毛坯为棒料，材料牌号2A12 T4，通过计算机绘图分析，采用端面槽刀车削，单边退刀间隙大于等于0.5mm，端面槽刀为派制的专用刀具，充分考虑了车削过程中刀具与毛坯的干涉问题。车端面，保证线性尺寸l；找正端面跳动量不大于0.01mm，端面对刀，起刀点为线性尺寸l1处，利用端面车槽粗车外圆Φ30、Φ24、Φ21，单边留余量0.5mm，六个发射筒粗车后卸下零件进行自然时效释放切削应力；时效后进行精車外圆，加工前找正外圆及端面；由于退刀间隙的限制，将有部分毛料无法去除，精车后利用数控铣加工对残余剩料进行去除。

2 工装设计

分析零件的结构特点和车床的工作原理，要求发射筒的中心与车床的回转中心水平同轴；三轴数控铣床的工作原理，要求发射筒的中心与铣床工作台垂直。本文以55°六头壳体为例，六头绕垂直方向空间均布，采用圆柱销定位，压板压紧装夹，分度板与插销结合的手动插销式分度方式进行分度；对于车加工来说，采用底座和弯板组合的方式实现水平同轴，既要保证零件加工待加工要素水平同轴，又要保证待加工要素与车床中心同轴，因此，弯板的角度和线性尺寸至关重要，见图3；对于三轴数控铣削来说，与车床夹具原理基本相似，不同的是采用底座和弯板组合的方式实现零件待加工要素竖直，并且不需要配重块，见图4。

3 结论

壳体加工工艺路线：毛料-粗车加工（下半部）-时效处理-精车加工（下半部）-粗车加工（六爪）-时效处理-精车加工（六爪）-数控铣加工-钳加工-清洗-检验，加工结果表明了零件工艺路线的可实现性和零件结构的可加工性；采用专用的刀具避免切削过程干涉；专用的工装对零件的工位进行转换的加工方式避免了五轴数控铣床的使用，节约了成本，提高了效率，缩短了生产周期。

参考文献

[1] 高智杰，孙富春，闵海波等.飞网抛射过程母卫星姿态干扰分析与姿态控制[J].力学学报.2012（12）.

[2] 于洋，宝音贺西，李俊峰.空间飞网抛射展开动力学建模与仿真[J].宇航学报.2010（06）.

[3] 朱耀祥，浦林祥.现代夹具设计手册[M].北京：机械工业出版社，2009.10.

[4] 刘堂生.金属切削原理与刀具[M].北京：清华大学出版社，2009.10.