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薄壁深孔零件的数控加工

摘要：在机械产品加工中会遇到薄壁深孔不规则盲孔零件加工，装夹难，常规加工方法是难以完成的。为此，本文制定相应加工工艺，提出专用夹具的设计方案。并进一步介绍夹具的制造和使用。经实践证明，该工装是行之有效的，完全达到了形位公差的精度要求，并提高了生产效率。
关键词：专用夹具工艺过程设备生产效率

前言：随着科学技术和社会生产的迅速发展，机械产品日趋复杂，加工困难。如薄壁深孔件，在夹紧力和切削力的作用下，容易产生变形、振动，影响工件精度，工件尺寸不容易控制，如果不规则又是盲孔，更加难以加工。由于单一机械设备是不能一次装夹把工件加工出来，也存在着多次装夹的重复定位的精度误差，还存在效率和成本的问题。
为此，设计和制造加工薄壁深孔不规则盲孔零件的专用夹具，利用夹具，在多种机械设备上高质量、高效加工该工件，不失为一种有效的方法
论文内容：
薄壁深孔不规则盲孔零件加工装夹难
从图1伸缩筒分析：
（1）薄壁装夹受力易变形伸缩筒为薄壁深孔筒状盲孔零件，最薄壁厚单边只有1.4mm，零件单薄；外圆上有凸台带键槽，键槽内6-φ80+0.1mm孔，厚度不均匀，而且盲孔排屑困难。常规夹具装夹受力容易变形，使尺寸难于控制。
（2）伸缩筒带外圆凸台，装夹难车加工时用三爪卡盘装夹卡爪会跟零件上的外圆上凸台产生干涉。如果用四爪装夹零件的精度很难保证，而且校正费时。铣床常规的夹具用平口钳装夹，平口钳夹紧圆柱体很产生容易松动，凸台铣键槽和钻孔，孔底跟轴心有0.1mm等公差和尺寸得不到保证。凸台上的键槽和孔跟零件的轴心对称度会偏差较大。
（3）加工工序内容多，重复装夹。伸缩筒要用到的多种机械设备加工，多次装夹必定带来装夹误差，耗时长，效率低。这与要求相矛盾。如Ø25.4X178mm，内孔有0.1mm公差，光洁度要求1.6，用数车精加工很难保证，考虑在加工中心上用绞刀来加工。
整个伸缩筒结构是薄壁孔深且是盲孔的不规则零件，按常装夹加工困难，质量难保证，效率低。批量生产还增加成本。针对上述问题，很需要为伸缩筒对应的工序内容设计专用夹具。

图1
二、加工工艺过程
据现有的加工条件和伸缩筒加工内容，加工工艺过程见下表：

零件名伸缩筒材料铝数量5000工序工序内容设备名称夹具刀具量具1钳：下料长189+0.5，保持垂直；下料机夹紧夹具锯片铣刀卡尺2铣：平尾端面保证总长188±0.1，保持垂直；数铣平口钳铣刀φ16卡尺3车:平前端面保证总长187；数车专用夹具钻头φ19卡尺车前端外圆上凸台与外圆接平，长度按40；钻前端内孔φ19深按65；车刀/镗刀镗内孔到φ20深大于55；4冲：前端螺纹外圆大于φ31，长度大于40；冲床冲头冲模卡尺5钳：粗钻内孔按φ17深按170；钻床专用夹具钻头φ17卡尺6铣：精钻内孔到φ24深按178；加工中心专用夹具钻头φ24卡尺7钳：钻尾部φ2.2通孔；钻床钻模钻头φ2.2卡尺8车：镗内孔到φ25.20+0.1，深按178±0.1（注意是平底）；数车专用夹具车刀卡尺孔底部镗φ25.60+0.1长30；镗刀车前端外圆型面，保证φ28.2长度2，450倒角；车R14.8，31.80斜面；32.5，11Xφ29，60.5；车螺纹1-3/16-16UN外径按φ30.10-0.1；螺纹车刀9铣：铣前端处R4台阶保证尺寸5.5，1；数铣专用夹具铣刀φ8卡尺10铣：铣螺纹3.10+0.1，键槽长度32.5，深距13.8；加工中心专用夹具铣刀φ3卡尺铣耳朵端面保证220-0.1尺寸；铣φ80+0.1孔深3.7，保证尺寸15.2，83；铣刀φ8铣6-φ80+0.1孔深7.5，保证5-16.6；铣：平尾端面保证总长184.2±0.1，保持垂直；铣刀φ12卡尺11铣：精铰内孔到φ25.40+0.1深按178±0.1；加工中心专用夹具专用铰刀卡尺12钳：去所有毛刺；倒角前后0.3X450；去除内孔铝屑；13钳：喷砂14K检验三、设计方案
根据的加工设备和伸缩筒结构特点，结合上表的加工艺过程，主要设计以下两种夹具：
车床夹具（见图2）

图2车床夹具
此夹具类似软卡爪。车床采用径向夹紧时，采用增大伸缩筒受力面积、增强刚性。使夹紧力作用点均匀、分散、防止工件变形。另外开口16mm解决车床装夹干涉问题。
铣床夹具、钻床夹具、加工中心夹具（见图3）

图3铣床夹具、钻床夹具、加工中心、冲床夹具
此夹具类似轴承，分成A、B两块，内部结合伸缩筒外形做成，
可以利用夹具A的6.25mm尺寸平面与伸缩筒外圆凸台一侧平面作定位基准。解决在铣床夹具、钻床夹具、加工中心装夹难及精度得不到保证、效率低等问题
两个夹具都是用线切割做成的，完全能满足图纸±0.1mm公差要求。该系列夹具有下列优点：
①稳定地保证工件的加工精度。
工件伸缩筒的形位公差精