转轴加工工艺研究及应用

2024-01-03郭君

设备管理与维修 2023年22期

郭君

（德州职业技术学院，山东德州 253034）

0 引言

在数控技术专业的顶岗实习单位合作教学中，主要研究冷再生机零部件生产过程。在研究的过程中，根据教学内容，选取典型的零件作为教学案例，包括选择材料—零件图绘制—分析工艺—夹具设计—产品加工。根据转轴在再生机中的作用，本文经过多次加工实验，设计完成了转轴加工工艺。

1 转轴加工工艺分析

1.1 转轴的结构

转轴的毛坯是焊组件，由接盘、管、挡圈、工艺堵4 个零件焊接成型（图1）。

图1 转轴结构

1.2 转轴的作用

转轴用于冷再生机工作装置总成，与车架体连接，车架带动转轴，转轴带动工作装置，用来带动转子前进行走。后面的工作装置可以根据需要，在油缸的驱动下升降，转轴带动转子行走。

1.3 技术分析

经过分析，转轴的4 个零件中比较难加工的是管，该件既属于细长轴零件，又属于套零件，装夹比较困难。接盘、挡圈属于盘套类零件；工艺堵属于盘类零件，主要用于支撑内孔，与管焊为一体，增加零件的刚性，也是加工管的定位基准。

2 转轴零部件加工工艺分析

2.1 接盘的加工工艺

2.1.1 工艺分析

接盘的结构如图2 所示，零件精度要求不高，尺寸精度都未注公差。12×Φ18 mm 是等效开口尺寸，外圆Φ280 mm、Φ210 mm、内孔Φ174 mm、右端台阶面、12×Φ18 mm 的表面粗糙度为Ra12.5，左端面Ra3.2，右端面为不加工；12×Φ18 mm 孔的位置度公差值为Φ0.4 mm。零件左端面及右端台阶面和管焊接在一起后再加工，用到的设备有数控切割机、焊机、普通车床。零件材料为Q345A 钢。

图2 接盘零件图

2.1.2 接盘加工

（1）气割：数控气割外圆Φ285 mm 和Φ165 mm，去毛刺，下料。

（2）车削：夹持毛坯外圆Φ285 mm，并找正夹紧；车外圆Φ280 mm；工件调头；夹持外圆Φ280 mm，并找正夹紧；车削外圆Φ280 mm 至尺寸要求；车内孔至尺寸要求；倒角1×45°。

（3）将接盘和管配合在一起，并经焊接成型，清渣。

2.2 挡圈的加工工艺

2.2.1 工艺分析

挡圈的精度要求不高，尺寸精度都未注公差，内孔和外圆表面粗糙度为Ra12.5，两端面为不加工（图3）。选择数控切割机、万能液压机、普通车床3 种设备。零件材料为Q345A 钢，其屈服强度下限为345 MPa。

图3 挡圈零件图

2.2.2 挡圈的加工

（1）气割：数控气割外圆Φ215 mm 和Φ171 mm，下料。

（2）冲压：调平工件两端面。

（3）车削：夹持毛坯外圆Φ215 mm，并找正夹紧；车内孔至尺寸。

（4）气割：用切割机将工件切割为两件；去毛刺。

2.3 工艺堵技术要求

工艺堵是专门为加工转轴而设计的，用于保证转轴的加工精度，同时也增加转轴的刚性（图4）。为了减少加工成本，本文选择仿形切割机进行仿形切割外形，保证外径尺寸表面粗糙度为Ra12.5，其他为不加工。气割完成后要进行去毛刺。零件材料为Q235A 钢，屈服强度下限为235 MPa。

图4 工艺堵零件图

2.4 管的加工工艺

管的毛坯是Φ180×20 mm钢管，用G4028 型锯床下料，长度为2522 mm。管两端外圆精度要求比较高，中间两处，其他为未注公差尺寸。4 处有公差要求的外圆的表面粗糙度为Ra3.2，两端Φ174×20 mm 的外圆表面粗糙度为Ra12.5，其他为不加工（图5）。

图5 管零件图

该零件属于细长轴类零件，零件刚性差，在选择切削用量时不宜过大，尤其切削速度不能过高。管零件的加工需要将其他3个零件焊接在一起才能加工，其中两端的工艺堵就是为了加工管而设计的。自制顶尖顶着工艺堵，完成外圆的全部加工，以及接盘端面和Φ210×18 mm 的加工。用到的主要设备有划线平台（两端中心孔线）、焊机、普通车床、手电钻（两端中心孔）等。