異形零件加工

1、異形零件的加工摘要：在我校校辦工廠生產(chǎn)中遇到的一種 “拐臂” 零件，該零件具有異形零件的形狀復(fù)雜、不規(guī)則特點，造成加工工藝復(fù)雜等棘手問題，使質(zhì)量和進(jìn)度受到了很大影響。本文就此“拐臂”零件加工過程中遇到的一些問題為例，經(jīng)過具體實踐分析、總結(jié)，對異形零件工藝、夾具、刀具進(jìn)行合理改良，提高了生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，也為同類異形零件的加工提供了參考。關(guān)鍵詞：異形零件 工裝 夾具 加工方法異形零件，即一些形狀復(fù)雜、不規(guī)則的零件。在機(jī)械加工中，對于簡單的長方體類、軸類零件，使用通用的工藝、夾具就能滿足其要求;對于這類復(fù)雜或者不規(guī)則的零件的加工，采用一般的加工方法很難達(dá)到其要求，且其加工工藝相當(dāng)復(fù)雜。而

2、采用科學(xué)的工藝流程、設(shè)計專用的工裝設(shè)備則能較好地解決此類零件的加工，特別是批量加工時才能保證加工過程的順利進(jìn)行。該零件形狀如圖1所示，其材料為鑄鐵。加工要求： 2組厚度為mm的平面，且2組的中心平面相距35±0.1mm。 10mm、16mm兩通孔相距70±0.05mm,且兩孔軸線平行度0.05。 35mm×28mm封閉孔、35mm×20mm封閉孔兩端相切且與16mm基準(zhǔn)孔尺寸1 最初方案一的工藝流程工序：銑削面銑削面銑削面銑削面銑削面鉆、鏜16基準(zhǔn)孔銑削直槽鉆鏜10鉆削M16螺紋底孔銑削35×28封閉孔、35×20封閉孔（預(yù)鉆落刀孔省

3、略）攻M16螺紋去毛刺、交檢。2 分析方案一在加工過程中出現(xiàn)的工藝，夾具，刀具問題 銑削面中，粗基準(zhǔn)選擇不合理，沒有遵循粗基準(zhǔn)選擇原則中的較大而平整這一原則。以未加工的面為粗基準(zhǔn)，該面小而不平整，加之兩側(cè)面為毛坯，很大程度上是以點接觸，在受到切削沖擊力時，工件的前端就會產(chǎn)生上浮或下沉，至使面過切，面、面余量不均勻甚至局部沒加工余量，導(dǎo)致報廢。如圖2所示 銑削面面中，由于加緊力作用點不合適、遠(yuǎn)離加緊點的基準(zhǔn)面與定位面出現(xiàn)虛假接觸。選用盤形平面刀具直徑100mm過大，銑削沖擊產(chǎn)生的震動，導(dǎo)致面面尺寸不穩(wěn)定，出現(xiàn)報廢。分析如圖3所示加緊力作用點的確定：應(yīng)落在定位元件上或幾個定位元件所形成的支撐區(qū)域內(nèi)

4、、應(yīng)作用在工件鋼性較好的部位、應(yīng)盡量靠近加工部位。刀具選擇：用端銑刀銑平面時，端銑刀的直徑應(yīng)大于工件加工面寬度的1.21.5倍。加工后面面的位置關(guān)系如圖4所示 銑削面，圖紙要求、面尺寸為，在實際加工中，、面平行度非常難保證，導(dǎo)致尺寸不穩(wěn)定，嚴(yán)重者超差達(dá)0.5mm。其原因，由于、面的兩側(cè)面不加工，加之兩側(cè)面有一定的拔模度，在平口鉗加緊后，面不能很好與墊鐵緊密貼合，產(chǎn)生過切。如圖5一般平口鉗，活動鉗口與導(dǎo)軌間存在間隙t。在平口鉗導(dǎo)軌的下面。在夾緊工件時，夾緊力與工件作用于活動鉗口的反作用力 F´不在同一直線上，將產(chǎn)生一轉(zhuǎn)動力矩M，M=F×L該轉(zhuǎn)動力矩使動鉗口有順時針轉(zhuǎn)動的趨勢，

5、活動鉗口與導(dǎo)軌間的間隙位置上移，使活動鉗口上抬， 產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)角，最大為arcsin(t/A)。活動鉗口順時針轉(zhuǎn)動會帶動工件逆時針轉(zhuǎn)動， 從而使工件的定位面離開鉗體導(dǎo)軌面，造成銑削面與地面不平行，由圖6可知，該不平行面的夾角角度最大為。由此可知：要使該轉(zhuǎn)角最小，那么轉(zhuǎn)矩就得盡可能最小。一是要讓力臂L盡可能小，即盡可能選用淺鉗口平口鉗，讓工件盡可能沉到鉗口中；二是銑削加工面盡可能貼近平口鉗鉗口，只要在加工過程中銑刀不切到鉗口即可；三是夾緊力盡可能小一些，防止固定鉗口外傾，這在精加工時尤為重要。另外，工件裝夾完畢，用榔頭輕敲活動鉗口上部，排除平口鉗導(dǎo)軌上部間隙。 封閉孔35×28、35&#

6、215;20距16基準(zhǔn)孔位置超差，竄銷劃線試銑來保證。操作過程中隨機(jī)性大，并且生產(chǎn)工人勞動強度大 ，效率底，在此工序加工時間長，且不穩(wěn)定，影響質(zhì)量和進(jìn)度。3 改進(jìn)工藝路線、裝夾方式 銑削面時由于工件各面為毛坯，選擇粗基準(zhǔn)不合適，導(dǎo)致報廢。經(jīng)前文分析報廢原因，增大粗基準(zhǔn)面積，設(shè)計Z型墊鐵，使未加工的毛坯面作為輔助支撐，平口鉗加緊。如圖7所示：經(jīng)過Z字型墊鐵的使用，不但減小了面加工中產(chǎn)生的過切，而且生產(chǎn)工人勞動強度降低，效率得到大幅度的提高。 分別銑面面產(chǎn)生的兩面尺寸不統(tǒng)一，而且多余的增加了一道工序，且夾緊力方向不合適，使夾緊力作用點沒分布于工件的有效支撐面內(nèi)。通過如圖8形式的壓板加緊方式，改變加

7、緊力作用點，使、面一次加工成形，裝夾可靠質(zhì)量穩(wěn)定，大大縮短了零件的加工周期。為了減小沖擊震動，選用直徑40硬質(zhì)合金力銑刀。 銑面由于工件兩側(cè)毛坯且有拔模度，造成尺寸超差報廢。經(jīng)工序調(diào)整，把銑面工序調(diào)到35×20封閉槽工序之后，用壓板壓35×20封閉槽壁，使、面尺寸得以保證。 封閉孔距16基準(zhǔn)孔位置超差，其主要是采用不可靠的劃線、試銑，為了保證工件相對機(jī)床有唯一、可靠得位置，做一16定位銷軸，以16基準(zhǔn)孔為基準(zhǔn)定位，保證了尺寸，也遵循了設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)相重合的原則。如圖9所示4 方案二的工藝流程工序工裝刀具銑面Z型墊鐵，平口鉗60平面刀排銑面壓板、千斤頂40合金立銑刀銑面、

8、面夾具40合金立銑刀鉆鏜16基準(zhǔn)孔壓板15.8鉆頭16H7鉸刀加工35×20封閉孔定位夾具，平口鉗16鉆頭20合金立銑刀銑面壓板60平面刀排銑直槽夾具、壓板110×12三面刃鉆鏜10通孔夾具、壓板9.8鉆頭10 H7鉸刀鉆削M6螺紋底孔夾具、壓板5鉆頭銑35×28封閉孔夾具、壓板20鉆頭28合金立銑刀攻M6螺紋M6普通絲錐去毛刺、交檢方案二對工藝、工裝及刀具的合理調(diào)整、優(yōu)化，經(jīng)過對20件零件的試加工，在方案一中出現(xiàn)的質(zhì)量問題完全成功解決。檢測結(jié)果令人滿意，試加工的20件零件全部合格，且加工精度較為穩(wěn)定。在后批零件的加工過程中，生產(chǎn)安排暢通，車間加工者對次加工方法反

9、映良好，也受到廠家的好評。5 異形類零件的裝夾、定位，工序的設(shè)計 異形零件的結(jié)構(gòu)類型是多種多樣的，所以在機(jī)床上加工異形零件時，為了保證工件被加工表面的尺寸、幾何形狀和相互位置精度等，必須將工件正確地安裝到機(jī)床上。工件的安裝一般包括定位和夾緊兩個過程：即首先應(yīng)使工件相對于機(jī)床及刀具占有一個正確的位置，這就是工件的定位；然后將工件固緊在這一既定位置上，使之不至因受切削力、重力、離心力或慣性力作用而發(fā)生位置改變，這就是工件的夾緊。 由于形狀特殊，異形類零件上不少表面加工都難以采用通用夾具安裝，因此，不少情況下會采用專用夾具安裝，大量采用專用夾具也就形成異形類零件加工中的一大特點及加工關(guān)鍵。設(shè)計安裝方

10、案時，應(yīng)認(rèn)真分析零件圖紙，分析零件上主要技術(shù)條件，零件安裝時，盡可能選擇表面的設(shè)計基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)，以減小定位誤差和保證零件加工要求。 零件形狀、結(jié)構(gòu)不同，組成表面不同，技術(shù)要求不同，加工方法選擇及順序安排也不同，因此，該類零件加工路線無特定的規(guī)律可循。一般根據(jù)零件表面性質(zhì)、加工要求及其表面在零件上所處的位置特點選擇相應(yīng)的加工方法。值得注意的是，由于零件安裝不便，應(yīng)盡量減小安裝次數(shù)，一般盡量在一次安裝中加工較多內(nèi)容。為確保加工精度和表面質(zhì)量，更適當(dāng)增加走刀次數(shù)，調(diào)整切削用量。隨著科技和生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)計與制造中具有特殊用途的異形零件越來越多。異形零件是由于各種機(jī)械設(shè)備中的結(jié)構(gòu)特點和用途而設(shè)計及制造出來的，不同的異形零件往往在結(jié)構(gòu)上、材質(zhì)上和技術(shù)要求上等方面都有差異，所以其機(jī)械加工的工藝性變得復(fù)雜，給加工帶來了各種技術(shù)上棘手的問題，特別是工裝問題。為此應(yīng)對異形零件的加工工藝性進(jìn)行技術(shù)分析，選用合理的裝夾方法，設(shè)計與制造出正確的夾具，并進(jìn)行有理有據(jù)的深度實驗，為今后在加工異形零