大批量生产薄壁类螺纹零件的加工分析

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1、大批量生产薄壁类螺纹零件的加工分析　　摘要：薄壁零件的加工方法有很多种，但加工的质量、刀具消耗、设备成本、加工效率有较大的区别。本文论述批量生产薄壁类螺纹零件在数控车床上的加工，包括夹具设计，如何提高效率，薄壁类螺纹加工工艺的工艺方法，从而在现有设备的功能条件下如何满足加工的要求。　　关键词：提高效率；夹具设计；加工工艺的准备　　中图分类号：G712文献标识码：B文章编号：1002-7661（2014）10-018-02　　　　　　在车间加工一产品如毛胚图1，零件图2所示，在薄壁零件处需加工M24X2-6h的螺纹，材料45号钢，形式为直径40X38mm。需加工5000件，批量加工。　

2、　　　毛胚图1（5000件）　　　　材料为45＃钢棒料加工毛胚直径为40X38mm　　图2零件　　一、加工效率对比分析　　（1）手动钻孔和工序集中加工的分析：8　　车间一开始接到加工任务的加工方案：在数控车床上手动钻通孔――粗精车直径20通孔――粗精车直径38的外圆――调头利用专用夹具装夹加工螺纹外圆尺寸M24X2――加工螺纹――拆卸工件、完成加工。在一台车床上批量加工时，手动钻孔时，费时费力，增加劳动强度。工序集中时，在加工过程中基准刀出现崩刀或磨损，更换刀具重新对刀的时间长。需要反复上专用夹具和对刀，效率低，单件工时和单价过高，加工不经济。经过一段时间我发现，车间的数车比较空闲，

3、我仔细研究寻求以机动钻孔代替手动钻孔和分工序加工，最大限度的扩展机床的使用范围和提高生产效率。最后我设计制作了在车床刀架上用专用夹具图3所示装夹钻头进行机动钻孔和分工序加工的工艺流程如下面所示。　　　　图3钻头夹具　　（2）机动钻孔和分工序加工的分析：　　调整后的加工方案：①先在一台数控车床上利用专用夹具装夹钻头进行机动钻孔――粗精车直径20的通孔――粗精车直径38的外圆――拆卸工件、完成加工。单个工序时只设计钻孔、镗孔和外圆加工的程序，程序简单，加工过程也简单，减少对刀的次数和时间，用机动钻孔代替手动钻孔，较大地降低了劳动强度，减少了装夹和换刀的次数和时间，真正实现批量加工。最大限

4、度地扩展车床的使用范围和提高了生产效率。②在另一台数车上加工薄壁螺纹，利用专用夹具图4所示装夹工件――粗精车螺纹外圆尺寸――螺纹加工――8拆卸工件，完成加工。单个工序加工时，程序设计简单，装夹和加工方便，对刀次数和时间减少，劳动强度降低，提高生产效率。　　通过加工方案1和加工方案2的对比分析，加工效率是体现该夹具的设计（机动钻孔代替手动钻孔）和分工序加工的优点。方案1只能实现一次一件的加工，装夹时间长，劳动强度高，对刀次数和时间长，加工效率低，不经济，操作不当时还会影响工件的质量。方案2才用机动钻孔和分工序加工，装夹时间短，劳动强度低，对刀次数和时间少，同时还扩展了机床的使用范围，提

5、高了生产效率，通过上述的对比和分析可知，在数车用机动钻孔和分工序加工，进行批量生产的效率高。　　二、夹具的设计原理　　夹具的设计原理就是通过夹具在刀架上安装麻花钻，用机动钻孔代替手动钻孔，最大限度的降低工人的劳动强度和提高生产效率，因此只需加工出麻花钻的夹具配合件即可。　　三、夹具制作工艺　　1、根据麻花钻的锥柄为莫氏锥柄2号，查表可得，各尺寸的如下表所示，制作麻花钻夹具。　　莫氏圆锥的尺寸（内圆锥）　　莫氏圆锥号（2号）　　小端直径大端直径锥长　　14.917.7867　　2、麻花钻夹具的加工工艺（夹具加工精度的保证）　　（1）在数车上车麻花钻夹具图3所示，材料为45号钢，毛胚直径

6、为45X150mm，工件伸出长度110mm。①8平端面，用钻头直径是14mm钻孔，长度为80mm，――②镗锥孔，最大端直径为17.78mm，最小端直径为14.9mm，锥长为67mm――③车外圆尺寸直径为36mm――④切断，控制总长90mm――⑤拆卸工件，完成加工。在一次装夹加工过程中，可保证麻花钻与夹具体的同轴度。　　（2）在数控铣床上铣平面，为了保证夹具体在刀架上安装过程中，不出现高低不平的现象，对其平面有平面度的要求，因此工件在装夹铣削过程中，要用百分表校正平面的平面度误差要小于0.01mm，分别进行3个平面的铣削，深度为4mm，保证了麻花钻夹具体安装时的同轴度。　　（3）钻孔，

7、在数控铣床上钻孔，孔径为5mm，用丝锥M6攻螺纹，保证麻花钻夹具体的定位，防止出现打滑现象。　　四、加工工艺的准备　　根据以上分析，该零件的加工采取分工序加工的方法，工序1是：机动钻孔与镗孔和外圆直径38的切削加工，工序2是：外圆M24X2和螺纹的切削加工。　　1、刀具几何角度的合理选择：　　①前角：在薄壁零件中，在保证车刀有足够强度前提下应尽量使刀具的前角增大，前角应取ro=30°　　②主偏角：较大主偏角，有利于防止工件弯曲变形和振动，提高刀具寿命、便于