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科學(xué)發(fā)展 科學(xué)與財(cái)富
某卡環(huán)零件加工
李是青
（中國(guó)空空導(dǎo)彈研究院）
摘 要：針對(duì)某卡環(huán)零件易變形、剛性差、質(zhì)量不能保證的難題，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的加工流程，安排熱處理時(shí)效、以及改進(jìn)工裝和裝夾方式等工藝措施，有
效地解決了問(wèn)題，提高了零件合格率。
關(guān)鍵詞：卡環(huán)；變形；工裝
前言
某卡環(huán)零件主要結(jié)構(gòu)為薄壁半環(huán)形，上下一對(duì)兒配合使用。圖1所示為上卡
環(huán)、下卡環(huán)零件模型，外圓處直徑漬170mm，最薄處壁厚僅為2mm，兩側(cè)為凸出的 連接法蘭，外圓為圓弧面，內(nèi)腔為T型槽，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。加工過(guò)程中采用上下組合加 工的方法，在加工出主要尺寸要素后，再完成切斷。加工
2、選用漬210x35mm的管料，
兩端凸出法蘭導(dǎo)致零件余量分布不均勻，內(nèi)應(yīng)力引起的變形導(dǎo)致外圓漬1700+0.26mm、
法蘭孔的距離181依0.2mm等尺寸保證困難。
1 主要加工要素和技術(shù)要求
零件的主要結(jié)構(gòu)及尺寸如圖1所示（上、下卡環(huán)未切開前）。
圖2 工藝路線圖
3.2零件粗加工
工藝安排時(shí)先對(duì)材料進(jìn)行調(diào)質(zhì)，提高材料機(jī)械加工性能，然后粗車內(nèi)孔外圓，
35工序平面磨加工兩端面保證平行度0.01mm。45工序以外圓定位，線切割切零件 外形，保證同軸度漬0.3mm。在兩端法蘭分別加工1.80+0.05mm“一”字槽兩處，為后續(xù)精
加工工序定角向提供基準(zhǔn)。
3、
3.3零件精加工
06mm內(nèi)孔和漬165.8
3.3.1 零件內(nèi)孔加工。55工序數(shù)控車精加工零件漬161.4++00..09
+0.16
0 mm溝槽（圖3）。數(shù)車裝夾采用外圓粗定位然后找正內(nèi)孔的方法。由于線切割粗 加工外形后零件有變形，因此工裝設(shè)計(jì)定位孔時(shí)外圓處均勻留0.2mm間隙，避免
圖1 零件主要尺寸
精度要求較高的要素見表1。
表1 上、下卡環(huán)的主要尺寸公差與形位公差要素表
2 主要技術(shù)難點(diǎn)
2.1零件剛性差變形大
上、下卡環(huán)結(jié)構(gòu)為半圓環(huán)薄壁零件，外圓直徑漬170mm，最薄處壁厚僅為
2mm，雙手
4、握零件兩側(cè)稍微用力即可變形幾個(gè)毫米。兩側(cè)凸出的連接法蘭高出外圓 近15mm，導(dǎo)致各處余量不均勻，內(nèi)腔為T型槽，整體加工完成后再切開時(shí)變形較 大。
2.2定位裝夾困難
零件外圓為弧面，且兩側(cè)有凸出的連接法蘭高出外圓近15mm，導(dǎo)致裝夾比較
困難。還有零件為薄壁結(jié)構(gòu)，裝夾力的影響比較大，采取合適的裝夾方式，盡量減小 裝夾變形是保證尺寸的關(guān)鍵。
3 工藝方案及措施
3.1工藝設(shè)計(jì)
零件半圓環(huán)結(jié)構(gòu)，加工剛性差，不易于裝夾，采用組合加工加工出零件的外形
和內(nèi)腔尺寸，最后再用線切割切開的方法。由于余量去除較大，所以在工藝設(shè)計(jì)時(shí) 按照粗加工、修正基準(zhǔn)、精加工、時(shí)效去應(yīng)力、再切開的
5、思路安排工藝路線。
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工藝路線見圖2
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
了裝夾變形，壓板采用四點(diǎn)壓緊定位。加工過(guò)程中，采用分層切削的方法，先粗加工 內(nèi)孔和內(nèi)槽，然后松開壓板釋放應(yīng)力，再重新找正壓緊進(jìn)行精加工，使零件在粗加 工階段產(chǎn)生的應(yīng)力能提前得到釋放。
圖3 精加工示意圖（55工序）
3.3.2 零件外形加工。60工序在立式加工中心上用成型銑刀精加工零件外圓
弧面。本工序利用內(nèi)孔定中心，線切割工序加工法蘭“一”字槽定零件角向，蓋板配 合壓緊零件。由于零件內(nèi)孔與工裝定位凸臺(tái)以及定位銷與法蘭“一”字槽存在間隙， 導(dǎo)致零件壁厚不能很好保證。因
6、此工裝設(shè)計(jì)采用過(guò)定位的方案，即在兩端法蘭
“一”字槽各插入一個(gè)定位銷，較好地解決了壁厚不均勻的問(wèn)題。
70工序在臥式加工中心上加工法蘭上的連接孔。定位方法同60工序，60工
序內(nèi)容也可合并入本工序加工。
80工序線切割，兩端孔定位，拉平零件，沿“一”字槽方向從兩側(cè)對(duì)零件完成切
斷。由于孔底的壁厚公差較嚴(yán)，零件被切開時(shí)可能變形導(dǎo)致該尺寸無(wú)法保證，因此 線切割裝夾時(shí)共設(shè)計(jì)4個(gè)壓板，每個(gè)法蘭上面一個(gè)，控制零件在機(jī)床上無(wú)法變形。
4應(yīng)用效果
通過(guò)兩個(gè)批次的驗(yàn)證，零件合格率98%以上，很好地解決了零件因變形、薄
壁、加工剛性差等而導(dǎo)致的變形問(wèn)題。
5結(jié)論
通過(guò)設(shè)計(jì)合理的加工流程，安排熱處理時(shí)效、設(shè)計(jì)改進(jìn)工裝和裝夾方式等工
藝措施有效的解決了異形薄壁件的加工變形和剛性差等難題。同時(shí)該工藝也為其 他類似零件的工藝設(shè)計(jì)和加工提供了參考，有一定的借鑒意義。
某卡環(huán)零件加工
