外形不规则零件加工工艺的相关分析

摘 要：除了规则形状的零件外，加工过程中还经常涉及不规则零件。这些零件的加工工艺复杂、耗时长，传统零件难以实现大规模机械化生产，随着经济全球化的深入，也将影响到国外顶尖技术的生产加工行业。如何优化不规则零件的加工工艺是理论和实践中的一个重要课题，本文在分析零件和器具加工原理和过程的基础上，以不规则零件为例进行了探讨，对如何改进不规则零件和装置的工艺技术和设计方法进行了阐述。

关键词：不规则零件加工;夹具设计

传统的加工技术常用于机械加工。如果加工工艺复杂，特别是形状上分布有孔的零件，传统的加工工艺很难满足加工要求，加工时间长，报表造型不符合图纸要求。如果误差较大，则在零件装配过程中很难完成，甚至会导致施工时间延误、机器无法正常工作等。因此，在不规则零件的加工中，有必要采用一种高精度、高效率的新的加工方法。鉴于此本文以不规则零件为例，分析了不规则零件的加工工艺及夹具设计。

1不规则轴零件加工步骤

（1）锻造制坯：热锻炼仍然是锻炼轴轮的方法。近年来，横轧技术在轴类零件的加工中得到了广泛的应用，尤其是在轴类复合材料毛坯的加工中。该系统精度高，处理能力小，生产效率高

（2）正火：本工艺的目的是获得适用于后续传动切削的硬度，并为最终热处理做好准备。本公司所用钢材一般为20CrMnTi。由于受人员、设备和环境的影响，正常正火很难控制工件的冷却速度和冷却均匀性，导致淬火浓度高，显微组织不均匀，直接影响加工和最终热处理，对较大的不规则热变形和不可控的零件质量造成影响。结果表明，该等温正火方法可有效地克服正火工藝中存在的问题，产品质量稳定可靠[1]。

（3）车加工：为了满足高精度齿轮箱的加工定位要求，齿轮箱的加工采用数控旋压机械加工，无齿轮箱的机械夹紧同时进行窗口加工，在一个夹具内装端面和外径，既能保证内孔和前部的直角要求，又能保证批量生产的小散度。提高了齿轮箱的加工精度，改善了底板的加工质量;另外，数控加工的高效率也大大减少了设备的数量，提高了经济效益。

（4）滚/插齿：目前，滚、齿轮箱机床在传动加工中仍被广泛使用。尽管方便了适应和等待，但生产效率低下。若生产能力高，必须多台机器同时生产，随着涂装技术的发展，涂装后可以用镗刀和分切刀舒适地进行磨削。涂装后货架期可明显延长，一般在90%以上，有效减少更换刀具及研磨次数，效益显著。现在这项技术已经推广到公司。

（5）热处理：汽为确保设计要求的良好机械性能，在经过必要的热处理后，必须使产品具有良好的抗磨性和耐磨性，热处理的稳定性和可靠性至关重要。本公司引进的连续气化、净化生产线，取得了较好的热处理效果[2]。

（6）磨加工：主为提高尺寸、形状和位置的精度，需要对其进行热处理后的加工。在传动装置加工中采用圆托架定位夹紧，有效地保证了齿面的加工精度和装配基准，达到满意的产品质量。

（7）修整：这是在装配前对齿轮的凸块进行检查和清洁，在综合测试仪上听单个啮合副的声音或啮合偏差时，以使装配后的异常噪音通过它消除。插座和变速箱是支撑部件，通常由特殊铸铁铸造的铝合金制成，形状不规则复杂。一般工艺流程为：铣面、加工孔及连接孔、粗镗轴承孔、销孔、关位;清理、检漏。

2工艺分析

本产品为不规则形状铸件。头三个尽头各有一个轴承孔。工件的加工要求有孔的大小、高度、质量和相对位置。铸造时只加工一个孔，且孔偏心不大的，可采用打孔法。但是，操作者必须具有丰富的操作实践经验，深入了解各种不能满足外观和精度要求的零件，并在现有普通机床的基础上，采用新的设备，经过步骤，使大型不规则零件及高效率零件能够加工。第一，使用CA6140车床时，应只使用表面及孔部分，这是加工不需改进，只需打磨的基本准则。M2120车床第二次拆卸毛孔滑块。采用M2120车床时，必须根据操作人员自己的经验和能力进行正确的操作;另一方面，也要采用同样的装置，以确保每个孔的位置极其精确。上述两步加工两个零件，既保证了质量，又保证了成本，缩短了生产周期。

3夹具结构原理分析

（1）夹具体的结构及原理分析

在旋压机上可安装夹具加工棒材，这样每一个孔可同时进行砂光加工。图面外圈为夹紧波，其中心必须与主波中心完全一致。夹持轴可与工具主轴连接。在施工中，一定要根据图纸准确地找到 C平面及孔的位置[3]。每一个孔位都有严格的精度要求，另外还要利用夹持轴与各孔之间的相互关系，使不规则工件稳定地置于主轴中间。

（2） 圆在定位大孔时也必须用到

圆孔定位安装在夹具上，与固定的销波配合，可以对大的工件孔准确定位。位置垫，螺栓，右端垫，螺母四个部位仅需固定，不可脱落。替换零件时，动销轴和夹具的连接必须精确。所以在设计和加工时，活动销轴左外侧部分的尺寸与夹具的具体连接部位应一致。可移动的销轴通常用来连接部件，它的安装过程必须节约必要的拆卸时间。

4零件加工过程分析

按照以下八个步骤连续加工：首先用粗精车将大孔钻削至0，3 mm～0.4 mm;然后将工件及大孔的形状研磨成已确定的形状;第三步铣两个小孔，将孔径打磨至图上规定的厚度，两个孔径完全对称;第四、标出其余两个孔的位置线;第五、对剩余两个孔进行粗加工;第六、打磨，将工件及大孔的形状拖至指定形状。磨削装置的外部轮廓磨削时，根据图纸要求准确地调整磨削量;第七是准确地磨削两个大小的小孔;第八是在磨削结束时正好位于后面的内孔，磨削夹持器应安装在CA6140的主波上，并由外圆精确地编辑，这个过程要看：第一，要夹持;第二，要对准"C"面和内孔;第三，要紧贴销轴上的零件和用垫料。接合部分时不要咬得太紧，以免难以避免。后面一定要找出孔洞。因为是小孔，在加工时不必精确对准，只需将其大致位置调整好，松开衬垫和衬垫材料，转动笔头，就可以把另一个孔当作中间轴，使之进入夹具的特殊中心配合。零件是非对称的，如图所示，所以它的焦点在加工过程中被转移。为避免出现这种现象，可在加工时根据工件的不同增加配重，最后一步就是研磨两个内孔，同时还需要自制的附件，即M2120机床内孔的研磨。经多次生产验证，不规则零件完全符合工艺标准要求，工厂控制完全合格。但若所加工的不规则零件整体结构稍有不同，也可按上述方法进行加工。其区别在于，夹具在加工时可将多个孔磨平。

5结论

每一种处理方法的可行性和可靠性只能通过生产实践来检验。大量生产实践表明，采用该工艺不仅能正确加工不规则零件，而且在减少机床消耗，降低生产成本的同时，缩短了加工周期。适于大批量生产，具有良好的经济效益。

参考文献：

[1]宗共.不规则零件的数控机床加工工艺研究[J].内燃机与配件，2020，（20）：91-92.

[2]陈俊锋，穆君，刘芳.不规则零件上的孔加工[J].金属加工（冷加工），2020，（2）：22-24.

[3]莫伟强，文豪，刘娜.基于PLC的不规则零件清洗设备设计与研究[J].机械工程与自动化，2020，（3）：15-16.

[4]不规则件导流栅加工研究[J]. 刘亚玲，王芳，田云，何春元，林斌，陈强.  中国设备工程. 2019（24）

[5]基于不规则零件的加工工艺与夹具设计研究[J]. 虞战峰.  橡塑技术与装备. 2017（06）

[6]不规则异形零件的加工工艺研究[J]. 杨嵩，史昊天，龚志刚.  现代制造工程. 2014（05）

[7]复杂气动阀体熔模铸造加工工艺研究[J]. 刘凡华，曾虎彪.  三峡大学学报（自然科学版）. 2009（06）

作者简介：陈强（198910），男，汉，籍贯河南省林州市，学历中技，职称高级工.

（山西航天清华装备有限责任公司  山西 长治  046000）