地磅廠家關于異形天平支桿的加工工藝
地磅廠家關于異形天平支桿的加工工藝
天平支桿是風洞測力試驗中常用的一種重要部件。文中針對一根異形天平支桿，進行工藝分析，制定合理的加工
方案。該支桿加工的成功案例，為以后類似零件的加工提供了可借鑒的經驗。
0 引 言 | 3）線切割。加工支桿前端的正反楔孔、后端的平臺面。4） | ||||
天平支桿是風洞測力試驗中常用的一種重要部件， | 電火花。加工支桿前端內錐面上的鍵槽。5）鉆削。加工支 | ||||
測力部件通過天平、天平支桿與風洞支架（或模型）相連。 | 桿上走線孔和線切割加工所用的穿絲孔。6）銑削。加工支 | ||||
天平支桿與天平連接端的軸線和與風洞支架（或模型）連 | 桿中部偏30°過渡錐和支桿走線槽。7）熱處理與表面處 | ||||
接端的軸線通常是同軸的，但也常遇到一些異形天平支 | 理。根據材料性能和圖樣要求進行相應的熱處理和表面 | ||||
桿，它們兩端軸線不同軸。本文中講述的是一根反“ Z”字 | 處理。 | ||||
形異形支桿的加工方法。 | 從上面支桿的結構和工藝分析中可以看出，支桿的 | ||||
1 天平支桿工藝分析 | 加工主要存在有以下的難點：1）工件的裝夾定位難。由于 | ||||
從支桿的設計CAD圖（圖1）中可以看出，支桿內、外 | 支桿本身的結構特點，造成工件的裝夾定位困難。2）工藝 | ||||
型面主要由大小直徑不等的圓柱面、圓錐面結合而成。支 | 基準的確定難。各道加工工序中，加工工藝基準會有所變 | ||||
桿的前部和后部結構較復雜，在支桿前端布有兩個貫穿 | 化，但都要求與設計基準關連、統一，以保證最終加工精 | ||||
支桿的楔孔，內錐面上開有鍵槽；在支桿后部有一平臺 | 度。3）加工的變形控制難。在加工過程中，由于熱處理、夾 | ||||
面，在支桿左右兩側沿表面分布的兩條矩形截面走線槽。 | 緊力和切削力的作用，工件都會產生一定程度的變形。 | ||||
另外，支桿的表面質量和尺寸位置精度要求也較高。 | 針對以上難點，我們采取了如下的解決方案： | ||||
利用車削加工作為圓柱面、內外錐面的主要加工方 | |||||
式。為實現車削加工，在工件適當位置焊接工裝夾頭，以 | |||||
便于工件的裝夾。對于在鏜床、銑床、電火花、線切割等加 | |||||
工中，采用精加工后的圓柱面或平面進行裝夾。 | |||||
合理設置工藝基準。支桿前部內錐和后部外錐軸心 | |||||
線有平行度的要求，但直接以它們的軸心線作為加工基 | |||||
準在加工中實踐中很難實現。通過分析，可以看到支桿后 | |||||
部的等直段外圓與后部外錐、支桿前部的等直段外圓與 | |||||
前部內錐之間同軸度比較容易保證，還有，前后內外錐軸 | |||||
線因為平行所以在同一平面內，因此，我們在加工過程中 | |||||
圖 1 | 支桿設計 CAD 圖 | 采用了如下變化的加工工藝基準：1）以粗加工的下部外 | |||
根據支桿的外形結構特點、尺寸和形位公差以及表 | 圓柱面為基準，在工件兩端打頂尖孔；2）以兩端頂尖孔軸 | ||||
面質量等要求，我們確定支桿的主要加工方法：）車削 | 。 | 線為基準，磨外圓柱面；3）以磨床修整后的外圓柱面為基 | |||
完成支桿上所有柱面 內外錐面和螺紋的加工 | 1 | 準，加工內錐孔，在工件兩側加工對稱的平面；4）以平面 | |||
）磨削 | 。 | ||||
、 | 。2 | 和外圓柱面為基準，在工件上部兩端打頂尖孔；5）以兩端 | |||
主要對加工基準和尺寸要求較高的柱面 錐面進行加工 | 。 | ||||
、 | |||||
頂尖孔軸線為基準，加工上部的外圓柱面和錐面；6）最后以上下外圓柱面為基準加工鍵槽及平臺面。
降低加工過程中零件的變形。在加工過程中，減少零件大余量的切除，可減少應力變形。在支桿粗加工和半精加工階段，對相關工序安排注意要留有加工余量，通過對加工面小進刀量、多次的加工來達到后續精加工所需精度要求，同時，通過磨削加工修整加工基準，以消除加工變形對基準的影響；在精加工階段，采用電火花、線切割等特殊加工方法，將加工中因夾緊力和切削力對零件變形的影響減少到最低限度。合理安排熱處理工序，支桿材料為F141，其熱處理工藝是“固溶處理+人工時效”處理。為了減少或消除熱處理引起工件的變形對零件尺寸的影響，將固溶處理安排在工裝焊接后、粗加工前進行。
1 天平支桿加工工藝設計
下面簡敘工藝設計中的主要工序及其具體內容。限
于篇幅，本文對加工過程中的尺寸和形位公差檢測、探傷檢測、熱處理及表面處理等不作詳細介紹。
1）備料：支桿外形以圓柱面和錐面為主，且外形直徑變化不大，所以直接下為棒料 40 mm，長度700 mm。
2）熱彎：加熱工件，按樣板彎支桿成形，見圖2。
3）焊接：右端下部焊接下工裝夾頭，見圖3。
4）熱處理：F141固溶處理。
5)車床加工：加工工件左端圓柱面至 24.2 mm及工裝右端夾頭 30 mm；兩端打頂尖孔，見圖4。
數車：以外圓找正，加工工件左端的內錐孔，見圖5。6）磨床加工：頂磨工件左端圓柱面至 24 mm，工裝
右端夾頭見光，保證同軸度。
7）線切割加工：以磨床加工外圓找正，在工件兩側加
工對稱平面，見圖6。
8）焊接：左端焊接上工裝夾頭，見圖7。
9）鏜床加工：保證軸線偏心距75 mm，保證與 24mm
外圓軸心線平行度不大于0.02 mm，以平面、圓柱面為基準找正工件，兩端打頂尖孔，見圖8。
10）車床加工：線切割去除下工裝夾頭后，加工工件右端 28 mm圓柱面、M28×1螺紋、20 mm圓柱面及1:10
外錐； 20 mm圓柱面及1:10外錐面雙邊留0.4 mm磨量，見圖9。
11）磨床加工：頂磨工件右端 20 mm圓柱面、1:10外
錐至要求公差內。
12）鏜床加工：線切割去除上工裝夾頭后，上鏜床加工 4N7銷孔，保證對稱，見圖10。
13）特檢：超聲波探傷。
14）線切割加工：加工支桿后部的平臺面，保證平臺
的位置公差要求。
15）電火花加工：加工支桿左端寬3 mm、深9 mm、高
36 mm的內鍵槽，保證圖樣中要求的對稱度。
16）數銑：按圖樣要求尺寸加工工件中部偏30°過渡
錐，加工工件兩側的走線槽，加工走線孔，以及加工正反楔孔所用的穿絲孔。
17）熱處理：時效強化，保證強度要求。
18）線切割加工：與天平配切左端前部的兩處楔孔，
注意楔孔大小端的方向。
19）特檢：磁力探傷。
20）最后進行表面處理。圖11是支桿成品圖（裝上了
天平）。
3 結 語
異形天平支桿的加工工藝，首先要考慮的是加工時工件的可靠裝夾；其次要考慮的是工藝基準與設計基準是否統一，加工時定位是否合理，對加工結果是否有不利
的影響，如何避免或消除這些不利影響。經過實踐證明，本文所述加工方法滿足了產品加工要求，保證了產品質量。在今后的加工過程中還可繼續完善和改進，使之更科
學、更先進。
