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1、!#$材料工艺材料工艺!# $%&! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 摘 要 ： 混 凝 土 拖 泵 管 部 件 由 于 结 构 特 殊 ， 且 具 有 一 定 尺 寸 精 度 及 形 位 公 差 要 求 ， 因 而 装 夹 、 校正 、 加 工 非 常 困 难 ， 介 绍 一 种 在 镗 床 上 加 工 此 类 工 件 的 工 艺 方 法 ， 并 对 夹 具 和 刀 具 进 行 了 介 绍 。! 关 键 词 ： 焊 接 工 艺 镗 削 夹 具 刀 具%&()!*+,-!./0在
2、 混 凝 土 拖 泵 料 斗 系 统 中 ， 管 是 最 重 要 的 部件 之 一 ， 其 加 工 质 量 直 接 影 响 着 拖 泵 的 使 用 效 果 。因 此 ， 确 保 其 加 工 精 度 十 分 重 要 。 如 图 # 所 示 ， 管焊 接 部 件 由 前 接 管 $、 花 键 轴 %、 支 耳 &、 筋 板 、 中间 弯 管 (、 后 接 管 ) 及 配 重 块 * 焊 接 而 成 。 由 于 该 部件 结 构 特 殊 ， 且 具 有 一 定 的 尺 寸 精 度 及 形 位 公 差 要求 ， 因 此 加 工 起 来 具 有 一 定 难 度 ， 必 须 采 取 措 施 才能 保 证
3、其 加 工 质 量 。$+ 工 艺 流 程 设 计由 于 该 部 件 结 构 复 杂 ， 加 工 时 的 定 位 、 装 夹 、 校正 比 较 困 难 ， 且 后 接 管 零 件 ) 属 于 典 型 的 薄 壁 件 ，必 须 设 计 合 理 的 工 艺 流 程 和 加 工 工 艺 ， 才 能 确 保 零件 的 加 工 效 率 和 加 工 质 量 。 我 们 根 据 零 件 的 结 构 特点 和 精 度 要 求 ， 结 合 公 司 现 有 工 艺 装 备 情 况 ， 决 定将 该 工 件 上 !#$ %、 !&$ %、 !$ % 外 圆及 端 面 安 排 在 (# 卧 式 坐 标 镗 床 上 进
4、 行 加 工 （ 参见 图 #） ， 通 过 设 计 相 应 的 专 用 夹 具 来 解 决 工 件 的 装夹 及 校 正 问 题 。 鉴 于 在 普 通 镗 床 上 加 工 外 圆 比 较 困难 ， 特 别 是 加 工 上 述 外 圆 时 ， 需 要 一 定 的 进 刀 深 度才 能 满 足 加 工 需 要 ， 而 采 用 普 通 刀 杆 和 刀 具 根 本 无法 满 足 加 工 要 求 ， 因 此 ， 还 需 设 计 专 用 镗 床 刀 杆 ， 以满 足 该 工 件 的 加 工 要 求 。 工 件 热 处 理为 提 高 工 件 内 孔 壁 的 耐 磨 性 ， 确 保 工 件 的 使 用寿
5、命 ， 中 间 弯 管 )、 前 接 管 # 和 后 接 管 ( 在 组 焊 前 其内 孔 壁 上 需 要 敷 焊 一 层 耐 磨 层 ， 由 于 耐 磨 层 的 焊 接量 较 大 ， 且 零 件 壁 厚 较 薄 ， 再 加 上 上 述 零 件 组 焊 在一 起 后 *先 不 要 焊 接 花 键 轴 +， 不 可 避 免 地 存 在 着 较大 的 焊 接 变 形 和 焊 接 应 力 ， 如 果 不 采 取 措 施 ， 焊 接变 形 和 焊 接 应 力 势 必 将 影 响 ! 管 的 后 续 加 工 及 使 用效 果 。 因 此 ， 在 上 述 零 件 组 焊 完 成 后 应 对 工 件 进 行
6、去 应 力 退 火 处 理 。 但 是 ， 采 取 去 应 力 退 火 处 理 ， 可 能会 降 低 各 零 件 内 孔 壁 耐 磨 合 金 的 硬 度 ， 从 而 使 工 件的 耐 磨 性 降 低 ， 而 这 是 需 要 极 力 避 免 的 。 为 解 决 这一 矛 盾 ， 我 们 对 采 用 不 同 温 度 的 去 应 力 退 火 工 艺 进行 了 试 验 。 鉴 于 零 件 焊 接 后 应 力 较 大 ， 为 使 焊 接 应力 去 除 彻 底 ， 分 别 采 用 )$ ,、 ($ ,和 ()$ ,高 温去 应 力 退 火 工 艺 ， 并 对 退 火 后 耐 磨 层 的 硬 度 进 行 了
7、检 测 ， 其 硬 度 值 均 为 )-.(# /01， 硬 度 几 乎 没 有 降低 。 经 分 析 这 主 要 是 由 于 两 个 因 素 所 致 ： 一 是 耐 磨层 是 以 铸 态 合 金 形 式 存 在 ， 因 而 热 处 理 对 其 硬 度 影响 较 小 ； 二 是 加 热 温 度 没 有 达 到 组 织 硬 度 转 变 区 ，因 此 硬 度 不 会 明 显 降 低 。 由 上 述 试 验 可 以 证 明 ， 去应 力 退 火 后 对 零 件 耐 磨 层 的 硬 度 几 乎 没 有 影 响 ， 但为 减 少 热 处 理 后 零 件 表 面 的 氧 化 皮 ， 宜 采 用 较 低 的
8、加 热 温 度 ， 因 而 最 终 采 用 了 )$ ,的 加 热 温 度 ， 保 温#$ .#2$ %34 后 ， 随 炉 冷 却 的 退 火 工 艺 ， 热 处 理 工 艺图 见 图 。 热 处 理 后 ， 再 焊 接 花 键 轴 ， 这 是 因 为 考 虑到 花 键 轴 直 径 较 大 ， 与 ! 管 装 配 又 属 于 过 盈 配 合 ， 且河 南 科 技 学 院 聂 福 全$,前 接 管 %,花 键 轴 &,支 耳 ,筋 板(,中 间 弯 管 ),后 接 管 *,配 重 块图 ! 管 部 件 图(- !#$材料工艺材料工艺!# $%&焊 接 量 较 小 ， 因 此 ， 其 焊 接 变
9、 形 量 可 以 不 考 虑 ， 也 可以 防 止 退 火 处 理 对 花 键 轴 硬 度 的 影 响 。! 镗 加 工 夹 具 结 构 及 工 作 原 理该 夹 具 结 构 如 图 ! 所 示 ， 主 要 由 横 向 调 整 螺 栓、 压 板 #、 紧 固 螺 钉 !、 水 平 调 整 螺 栓 $、 定 位 销 %、 定位 板 &、 压 板 、 夹 具 底 板 ( 和 压 板 ) 等 零 件 组 成 。该 夹 具 具 有 结 构 简 单 、 制 做 简 便 ， 工 件 调 整 、 校 正 及装 夹 方 便 的 特 点 。 夹 具 在 使 用 时 ， 先 将 镗 床 主 轴 中心 与 工 作
10、台 中 心 校 正 在 同 一 平 面 内 ， 并 记 下 此 时 的数 显 ! 坐 标 值 （ 以 下 简 称 此 位 置 为 “ 原 始 加 工 位置 ” ） ， 然 后 使 用 * 型 螺 栓 通 过 工 作 台 的 * 型 槽 及 夹具 上 的 四 处 腰 圆 孔 将 夹 具 初 步 固 定 在 机 床 工 作 台上 ， 拧 紧 螺 母 （ 但 不 要 拧 死 ） 。 固 定 好 夹 具 后 ， 在 机 床主 轴 上 安 装 磁 力 杠 杆 百 分 表 。 百 分 表 表 头 与 夹 具 +面 接 触 （ 该 面 为 加 工 过 的 平 面 ） ， 沿 ! 方 向 横 向 移 动工 作
11、 台 ， 查 看 百 分 表 跳 动 情 况 ， 要 求 整 个 + 面 全 尺寸 跳 动 精 度 小 于 ),)# -， 这 样 就 可 以 使 夹 具 与 主轴 处 于 垂 直 位 置 了 。 横 向 移 动 工 作 台 回 到 “ 原 始 加工 位 置 ” ， 并 使 百 分 表 触 头 轻 微 接 触 夹 具 上 定 位 销一 侧 （ 该 定 位 销 在 夹 具 的 中 心 位 置 ） ， 然 后 工 作 台 回转 ).， 查 看 工 作 台 回 转 后 百 分 表 触 头 与 定 位 销 另一 侧 的 接 触 情 况 ， 并 根 据 接 触 情 况 用 木 锤 轻 微 敲 击夹 具
12、使 其 向 某 一 方 向 微 量 横 向 移 动 其 位 置 ， 如 此 反复 多 次 ， 直 到 百 分 表 与 工 作 台 回 转 后 定 位 销 两 侧 的接 触 精 度 均 校 正 好 为 止 ， 这 样 就 将 夹 具 中 心 、 主 轴中 心 、 机 床 工 作 台 中 心 全 部 校 正 在 同 一 平 面 内 。 在工 作 台 回 转 加 工 时 ， 就 可 以 有 效 确 保 工 件 上 花 键 轴与 后 接 管 的 同 轴 度 了 。 校 正 完 夹 具 后 ， 使 用 加 力 杆将 夹 具 紧 固 在 工 作 台 上 。 按 照 图 示 位 置 在 夹 具 上 安装 工
13、 件 ， 使 用 百 分 表 采 用 调 头 校 正 的 方 法 分 别 校 正前 接 管 及 花 键 轴 外 圆 的 径 向 跳 动 （ 跳 动 精 度 均 应 小于 ),)% -） ， 并 根 据 校 正 情 况 ， 使 用 夹 具 上 多 处 横向 调 整 螺 栓 及 水 平 调 整 螺 栓 $ 微 调 工 件 相 对 位置 ， 直 到 上 述 外 圆 跳 动 精 度 校 正 好 为 止 ， 然 后 用 紧固 螺 钉 ! 将 工 件 固 定 在 夹 具 上 。 为 提 高 装 夹 刚 性 ，采 用 压 板 压 在 工 件 上 的 筋 板 位 置 ， 两 处 压 板 )压 在 工 件 上
14、的 配 重 块 位 置 ， 即 可 将 工 件 紧 固 在 夹 具上 。 去 掉 磁 力 杠 杆 百 分 表 ， 在 主 轴 上 安 装 镗 刀 杆 就可 以 加 工 工 件 !#) - 外 圆 及 端 面 ， 工 作 台 回 转).， 利 用 数 显 使 工 作 台 移 动 # -（ 花 键 轴 与 前接 管 中 心 距 ） ， 加 工 !#) -、 !#!) - 外 圆 端 面即 可 。图 # 热 处 理 工 艺 图,横 向 调 整 螺 栓 #,压 板 !,紧 固 螺 钉 $,水 平 调 整 螺 栓 %,定 位 销 /,工 件 &,定 位 板 ,压 板 (,夹 具 底 板 ),压 板图 !
15、 夹 具 结 构 图! !#$材料工艺材料工艺!# $%&!刀 具 #刀 杆 $刀 盘 %锥 柄 &紧 固 螺 栓图 ! 刀 杆 结 构 图% 刀 杆 结 构 及 使 用众 所 周 知 ， 在 镗 床 上 镗 削 外 圆 ， 会存 在 以 下 问 题 ： 一 是 在 轴 向 进 刀 时 刀 盘可 能 会 与 工 件 产 生 干 涉 ； 二 是 由 于 刀 杆伸 出 较 长 ， 刚 性 差 ， 在 轴 向 进 刀 时 刀 杆会 产 生 让 刀 现 象 ， 从 而 使 工 件 的 外 圆 出现 锥 度 ； 三 是 加 工 效 率 低 。 为 解 决 上 述问 题 ， 在 刀 杆 的 设 计 上 我
16、 们 采 取 了 如 下措 施 ： 一 是 刀 杆 #（ 图 %） 的 长 度 应 略 大于 工 件 的 轴 向 加 工 长 度 ， 以 避 免 与 工 件之 间 产 生 干 涉 ； 二 是 在 机 床 主 轴 承 载 能力 允 许 的 情 况 下 ， 通 过 增 加 刀 杆 的 直径 ， 增 加 其 刚 性 ， 尽 可 能 消 除 “ 让 刀 ” 现 象 ， 提 高 加 工效 率 ； 三 是 为 避 免 刀 杆 偏 心 产 生 的 偏 心 力 影 响 加 工精 度 ， 在 设 计 刀 盘 时 应 考 虑 增 加 配 重 ， 该 刀 杆 刀 盘上 采 用 了 如 图 % 所 示 的 扇 形 配 重 结 构 。 这 样 就 可 以有 效 克 服 上 述 问 题 ， 提 高 工 件 的 加 工 精 度 。 刀 杆 在使
