兩片花瓣由2A12-T4鋁合金制成，結(jié)構(gòu)對稱。尺寸精度和形位公差要求非常嚴(yán)格?？傞L圖mm，外徑圖mm，內(nèi)徑圖mm，最薄處2mm厚。要求內(nèi)徑外徑同軸度為φ 0.15mm，切割前是典型的細(xì)長薄壁鋁合金管狀工件。切割后形成兩塊成品瓷磚，工作時成對使用。要求一對工件能扣在一起滿足圖紙要求，工件之間的間隙寬度小于< 0.5mm，給加工帶來很大問題。

2原加工工藝存在的問題

現(xiàn)有的工藝路線是在切割前將工件的內(nèi)外徑車削到成品尺寸。為了消除工件在車削過程中的內(nèi)應(yīng)力，去除了兩次切削余量，并增加了兩次人工時效。兩瓣瓦原加工工藝流程為:下料→粗車外徑→平左端面、粗車左內(nèi)徑→平右端面→粗車外徑→平右端面、半粗車右內(nèi)徑→平左端面、定總長、半成品車左內(nèi)徑→人工時效→半成品車外徑→精車內(nèi)孔→精車外形→人工時效→銑切(

在切割之前，這種加工方式基本保證了工件的尺寸。由于工件壁厚過薄，切割成型后，兩片鞋的狀態(tài)發(fā)生變化，內(nèi)應(yīng)力釋放，出現(xiàn)嚴(yán)重的鼓包變形。銑削變形2 ~ 3 mm，工件扣合后達(dá)不到圖紙要求。認(rèn)為切削方式夾具和加工應(yīng)力的共同作用導(dǎo)致了工件的變形。實驗中使用了夾緊力和切削力相對較小的水切割和線切割。水切割的切割變形為1.2 ~ 1.7 mm，線切割的切割變形為0.7 ~ 1.1 mm，不符合圖紙要求。

3改進(jìn)加工工藝

為了解決工件變形大、間隙大的問題，改變了固有的思維方式，改進(jìn)了工藝方法。創(chuàng)造性地采用了先切后翻的方案。它的優(yōu)點在于，工件在成型前切割，應(yīng)力已經(jīng)釋放，尺寸公差和形位公差不受形狀變化的影響，使工件在對接狀態(tài)下不僅能滿足圖樣的要求，而且兩塊瓷磚的間隙寬度可以控制在0 ~ 0.2 mm，滿足使用要求。

改進(jìn)后的兩瓣瓦加工工藝流程為:下料→粗車全長→對稱切割→車定位錐→車外形→車內(nèi)徑→去毛刺→檢驗。詳細(xì)的工藝計劃如下。

(1)下料工件毛坯的原材料為GB/T 4437.1—2000鋁及鋁合金熱擠壓管中φ130mm×12.5mm的2A12-T4管，用帶鋸下料，單件長度為815mm。

(2)粗車管子全長，使材質(zhì)好的管子兩端見光，全長尺寸控制在> > 810mm。

(3)用臥式銑床加工對稱切削，用壓板將工件固定在V型鐵上，用表對準(zhǔn)工件，用2mm厚的片銑刀對稱切削工件，用銼刀修整銑削平面，保證銑削平面光滑無毛刺。

(4)設(shè)計小車的定位錐作為工藝步驟。兩片鞋由車削定位錐專用夾緊套夾緊，夾緊套材質(zhì)為35CrMnSiA，淬火硬度為40 ~ 45hrc，保證了夾緊套的強度。夾緊套上每隔90°均勻分布四個M14螺紋孔，螺釘端面要光滑，保證定位夾緊準(zhǔn)確[1]。使用時，將兩個夾套分別固定在對稱切割的鋁筒坯的上下兩端，兩個對稱的螺釘對準(zhǔn)兩瓣之間的間隙。先將兩個螺絲輕輕預(yù)緊，使對稱切斷平整，防止兩瓣錯位。然后，在兩瓣的弧頂處壓下兩個螺釘，使兩瓣對稱受壓，保證工件的銑削平面均勻接觸，無間隙，將固定好的兩瓣在車床上雙頂尖夾緊，車削外圓基準(zhǔn)面。以外圓基準(zhǔn)面為定位基準(zhǔn)，轉(zhuǎn)動兩端面和內(nèi)徑定位擋塊，控制總長度為810mm。工件用兩個頂尖夾緊，車一個兩端錐角為20°的5m深的定位錐。車削過程中要用配套的定位套檢查錐度，定位套與端面的間隙要控制在0.15mm以內(nèi)，以保證在壓緊的情況下定位牢固準(zhǔn)確，工件總長度控制在800mm。旋轉(zhuǎn)錐和全長尺寸如圖6所示。

(5)對于精車的形狀，用車床外徑專用夾具夾住兩片鞋。在不拆卸外套的情況下，將左、右定位套插入工件內(nèi)徑兩端，與定位擋塊配合，保證配合間隙為0.05 ~ 0.1毫米。左定位壓蓋和工件依次套在中心軸上，左定位壓蓋與定位錐面配合；在工件右端安裝右定位壓蓋，與定位錐配合，預(yù)緊壓緊螺母，取下夾套。用頂部固定芯軸，擰緊壓緊螺母，確保工件夾緊穩(wěn)定。車削工件的外徑，并加工到成品尺寸。加工好外徑的半成品如圖9所示。

(6)精車內(nèi)徑用車床內(nèi)孔專用夾具夾緊，如圖10所示。專用夾具由夾具本體和壓蓋組成，通過旋緊兩端的螺紋來夾緊工件[2]。對夾具本體的內(nèi)外徑進(jìn)行磨削，內(nèi)外徑同軸度小于< 0.015mm將工件放入專用夾具中，工件外徑與夾具內(nèi)徑配合，間隙為0.05 ~ 0.1 mm，工件端面用壓蓋壓緊。在車削過程中，內(nèi)孔的加工余量是通過多次走刀來去除的。最后一道次精加工時，應(yīng)適當(dāng)減小壓蓋的壓緊力，以減少夾緊力過大引起的變形[3]。將內(nèi)孔轉(zhuǎn)到成品尺寸，取下定位錐。

(7)去毛刺。卸下工件，標(biāo)記同一組的工件，方便成對使用。對稱切口的銳角變鈍并去毛刺。

(8)成品檢驗。成品兩瓣瓷磚產(chǎn)品。

4結(jié)束語

薄壁鋁合金兩瓣瓦加長的技術(shù)創(chuàng)新不僅節(jié)省了三道時效工序和加工成本，而且創(chuàng)造性地改變了固有的加工方式。采用先切削后車削的加工方法，提高了工件的加工質(zhì)量，使工件變形控制在0.05~0.15mm，間隙寬度控制在0 ~ 0.2mm，可為類似結(jié)構(gòu)的對稱切斷零件的加工提供參考。