轧辊设备气缸缸体零件数控加工工艺的探讨

王建军 王晋涛 赵金帅 王梓铄

1.引言

异型零件是指非标准规则形状的零件，通常具有无法使用通用夹具装夹，加工难度大的特点，本文通过对异形缸体零件加工来阐述异形零件数控加工关键技术，具有一定推广价值。

2.异形零件加工

2.1零件图分析

此缸体为气泵的缸体，零件图如图1所示，毛坯是铸件、材料是HT200，批量较大，为提高加工效率，需设计专用夹具;加工范围为车削缸体车削两端端面、车削缸体内孔及钻削缸体两端连接孔，数控加工设备需要数控车床CK6150和数控铣床KV650;刀具选用端面车刀，内孔车刀、钻头和丝锥等。

2.2加工工艺分析路线

由零件分析，结合机械制造技术相关知识，制定如下加工工艺路线。

①粗车小端面粗基准→②粗精车大端面、粗精车内孔→③精车小端面→④钻削Φ9孔→⑤钻削攻丝M5螺纹孔。

2.3工序设计

工序①的关键问题，保证缸体毛坯内孔轴线与数控车床主轴轴线的同轴度，防止第三序内孔余量不足，出现孔壁厚一边薄和一边厚的情况。解决方案用卡爪内卡方式进行装夹，然后用百分表的表杆前端与孔壁距离粗调进行调整。将表座固定在导轨上，表杆末端伸进内孔边缘位置旋转零件一圈，调整零件使其距离尽可能一致，最后夹紧零件对零件的小端面进行车削，完成工序①加工。

工序②的关键问题，缸体外轮廓形状复杂，不能使用通用夹具三爪卡盘，需要设计专用夹具，本文制作加工与零件外轮廓形状相似的凹台夹具，将工装用螺栓固定在车床主轴上。零件放入凹台，用三个压板均匀分布压紧零件。加工时，以粗车后的小端面为定位基准，加工另一个端面、内孔、和倒角。另外装零件时保证零件与工装的接触面重合，不能有铁屑或者其它异物。装上零件后一定要把压板上面的螺栓拧紧，否则会导致零件产生晃动，并伴有振纹。注意及时更换刀片，否则车出来的表面光洁度达不到要求，容易产生振纹（如图2），而且更换刀片后一定要重新对刀，还要加工大端面时、注意要为第③序留有余量。

工序③关键问题保证Z轴长度，与工序①相同，采用三爪自定心卡盘、用内卡装夹。经过②工序的加工后、再对小端面进行一次精加工将零件的总长度保证在公差范围内，在对小端面的内孔进行倒角。首先装夹零件对零件粗车小端面，Z向切削长度低于余量，再通过刀补的方法精车小端面。

工序④选用φ的麻花钻加工四个孔，并保证四个孔与中心误差不超过0.03mm。选用三爪卡盘外卡，因为缸体外轮廓没有平面定位来限制Z轴旋转的自由度，因此缸体在卡盘左侧安装平行垫铁，调整平行垫铁一侧与Y轴平行并压紧，钢板尺左端与Y轴平行的平行垫铁侧面对齐，如图4所示，这样钢板尺长度方向与X轴平行;类似丁字尺在图板上调整图纸一样，将缸体零件内孔外卡与三爪卡盘上，旋转缸体，目测缸体外轮廓两侧对称部分对应两点钢尺上端重合，压紧零件，从而保证零件放正，夹具安装实物图（图3）所示。加工前只需要第一个零件对刀一次，剩余零件不再对刀，只需要将零件放入三爪卡盘，用钢板尺辅助拉正零件，压紧三爪卡盘即可。

工序⑤内容先用直径6.7mm的麻花钻钻削通孔，再用M8-2H丝锥攻丝，夹具使用一面两孔定位，夹具为一块平板安装两根销钉，销钉位置参考工序④，夹具安装方法是在铣床工作台装夹拉正虎钳后，将一块略厚的钢板放平夹如虎钳口，將表面铣平，对应工序四位置打四个孔，钻两个与孔过盈的销子插入对角两孔内，露出一定长度，将零件插入露出销子上，另外两对角孔用螺栓穿过固定，使用刀具对小端面进行打孔攻丝，夹具安装如图5所示。

结论：异形件种类繁多，加工方法不胜枚举，不同设备，不同零件有不同解决办法，但是简单、可靠，有效是关键，本文对气泵缸体异形件的加工提出了解决方案，有一定借鉴意义。

参考文献

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