螺紋半環(huán)零件的加工工藝

1、螺紋半環(huán)零件的加工工藝煙臺(tái)首鋼東星精密機(jī)械廠(山東264006)陳明義1·概述螺紋半環(huán)零件是機(jī)械備件行業(yè)中,時(shí)常用到的精密備件,此類零件加工工藝有它的獨(dú)特性,加工工藝路線構(gòu)思有一定難度,研究探討有一定普遍意義。結(jié)合我公司近期開發(fā)的螺紋半環(huán)零件為例作一說明,該零件結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1螺紋半環(huán)零件兩個(gè)螺紋半環(huán)件合上后形成的內(nèi)孔直徑為180H7,螺紋為同一條螺紋線。兩個(gè)對(duì)稱鍵槽尺寸為12H7,對(duì)稱度要求為0·05mm,長(zhǎng)度尺寸195H7,精度要求較高。零件材料為40Cr,熱處理方式為調(diào)質(zhì)處理。生產(chǎn)類型為小批量。加工難點(diǎn):(1)由于兩半環(huán)是一條螺紋線,所以兩個(gè)半環(huán)零件必須合成一體進(jìn)

2、行加工。(2)兩個(gè)半環(huán)合上后形成的孔180H7的尺寸加工完成后,再切開,由于會(huì)有切口存在,合上后直徑180H7的尺寸無法保證。(3)兩個(gè)半環(huán)件對(duì)稱鍵槽尺寸12H7對(duì)稱度有較高要求,對(duì)稱鍵槽的長(zhǎng)度要求為195H7,所以加工時(shí)必須以直徑180H7的孔作定位基準(zhǔn),才能夠保證加工精度。針對(duì)以上難點(diǎn),現(xiàn)介紹工藝方案如下:毛坯鍛造粗車外圓和內(nèi)孔切成兩個(gè)半環(huán)將兩個(gè)半環(huán)零件點(diǎn)焊在一起調(diào)質(zhì)處理精車內(nèi)孔插對(duì)稱鍵精車外螺紋拆開兩個(gè)半環(huán)件。以上工藝方案構(gòu)思巧妙處在于:粗車完成后即切成兩個(gè)半環(huán)零件,再用點(diǎn)焊把兩個(gè)半環(huán)件連接上,完成180H7尺寸精加工及后續(xù)精加工后再拆開,這樣,消除了切口帶來的尺寸影響,可以保證兩個(gè)半環(huán)

3、零件合上后,內(nèi)徑尺寸符合180H7的要求。外圓螺紋又能保證是一個(gè)完整的螺紋。根據(jù)工件的特性,上述工藝方案中,插對(duì)稱鍵槽成為工件合格與否的關(guān)鍵。加工兩個(gè)半環(huán)零件的對(duì)稱鍵鍵槽,只有以精車后的180H7內(nèi)孔定位,才能保證長(zhǎng)度195H7和對(duì)稱度的要求。如何裝夾點(diǎn)焊在一起的兩個(gè)半環(huán)零件,以常規(guī)加工方法,用三爪自定心卡盤裝夾,有以下幾點(diǎn)問題容易發(fā)生:(1)以三爪自定心卡盤脹緊,由于為了拆解需要,兩個(gè)半環(huán)零件不能采用滿焊接,只能采用點(diǎn)焊接方式,但點(diǎn)焊接不牢固,所以三爪自定心卡盤脹緊會(huì)造成點(diǎn)焊開裂。另外,由于此零件為薄壁環(huán),用三爪自定心卡盤脹夾,易造成180H7表面夾傷及變形。即內(nèi)徑180H7尺寸變化,將導(dǎo)致

4、工件報(bào)廢。加工出來的鍵槽也將和180H7產(chǎn)生較大誤差,故此,此方案不成立,不能采用。(2)以三爪自定心卡盤夾外圓,由于是粗車加工,不能作加工基準(zhǔn)。即使先精加工成螺紋,再以螺紋定位,同樣和脹夾存在類似的問題,一是容易夾傷工件,二是易造成裝夾變形。另外,定位基準(zhǔn)的變化,產(chǎn)生了定位誤差的增加。此方案也不能采用。所以常規(guī)的三爪自定心卡盤不能使用。2·胎具設(shè)計(jì)基于以上原因,設(shè)計(jì)專用夾緊胎具成為必要。現(xiàn)把設(shè)計(jì)方案介紹如下:根據(jù)夾具設(shè)計(jì)的六點(diǎn)定位原理,綜合分析此零件的特點(diǎn),工件采用一平面加一短圓柱定位方式,采用軸向51機(jī)械工人冷加工2005年第2期夾緊,對(duì)防止工件夾緊變形最為有利。一平面限制了X、

5、Y軸兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度,限制了Z軸移動(dòng)自由度。短圓柱限制了X、Y軸兩個(gè)移動(dòng)自由度,Z軸旋轉(zhuǎn)自由度沒有控制,根據(jù)該零件的加工需要,Z軸旋轉(zhuǎn)自由度對(duì)工件定位沒有影響,屬不完全定位,這在夾具設(shè)計(jì)中是合理的。結(jié)合插床的特點(diǎn)以及工件批量,我設(shè)計(jì)了專用夾具,將夾具安裝在插床的回轉(zhuǎn)圓盤的圓心上,利用圓盤進(jìn)行分度,即可實(shí)現(xiàn)半圓環(huán)縫與鍵槽90°的位置關(guān)系,又可實(shí)現(xiàn)鍵槽間180°旋轉(zhuǎn),具體設(shè)計(jì)如下(胎具見圖2):圖2插對(duì)稱鍵槽胎具1·胎具本體2·壓板3·墊塊4·工件5·壓緊螺釘6·頂絲胎具由四種件構(gòu)成,胎具本體、螺釘、壓板、頂絲。胎具本體

6、尺寸180mm和半環(huán)零件尺寸180mm精密配合,采用180H7/g6間隙配合,螺釘和壓板用于軸向壓緊半環(huán)零件,四個(gè)頂絲用于徑向頂緊半環(huán)零件,起輔助夾緊作用,防止工件在加工中移動(dòng)和變形。(1)該胎具方案實(shí)現(xiàn)了以精加工后的螺紋半環(huán)內(nèi)孔直徑180H7和平面定位,通過壓板夾緊和調(diào)整頂緊螺釘,可以實(shí)現(xiàn)半環(huán)零件的準(zhǔn)確定位及夾緊。(2)由于胎具180mm尺寸和兩個(gè)半環(huán)零件內(nèi)孔180mm尺寸精密配合,配合精度選擇較高,保證零件精度的可靠,采用軸向夾緊,有效地防止了工件的裝夾變形。四個(gè)頂絲的輔助使用,有效地預(yù)防了工件在加工過程中開裂和變形,解決了變形影響問題。(3)零件裝夾在胎具上,以兩個(gè)半環(huán)零件的點(diǎn)焊焊縫找正,旋轉(zhuǎn)胎具90°和180°用成形插刀插對(duì)稱鍵,就可保證產(chǎn)品尺寸精度要求,兩個(gè)對(duì)稱鍵槽的對(duì)稱度和長(zhǎng)度尺寸加工顯得很方便。(4)對(duì)稱鍵槽加工后,可以再以直徑180mmH7內(nèi)孔定位,加工外螺紋,然后,拆解點(diǎn)焊,完成加工。我公司實(shí)施以上方案,經(jīng)過幾個(gè)月批量生產(chǎn)實(shí)踐,證明它不僅使用方便,夾緊可靠,生產(chǎn)效率高,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工容易,造價(jià)低廉,完