加長薄壁鋁合金兩瓣瓦（wǎ）的高效加工方法

兩片花（huā）瓣由2A12-T4鋁合金製成，結構對（duì）稱（chēng）。尺寸精（jīng）度和形位公差要求非（fēi）常嚴格。總長圖mm，外徑圖mm，內徑圖mm，最薄處2mm厚。要求內徑外徑同軸度（dù）為φ 0.15mm，切割前是典型的細長薄壁鋁合金（jīn）管狀（zhuàng）工件。切割（gē）後形成兩塊成品（pǐn）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（dù）小於< 0.5mm，給加工帶來很大問題。

2原加工工藝存在的問題

現有的工藝路線是在（zài）切割前將工件的內（nèi）外徑車（chē）削到成品尺寸。為了消除工件在車削（xuē）過程中的內應力，去（qù）除了兩次切削（xuē）餘量，並增加了兩次人工時效。兩瓣（bàn）瓦（wǎ）原加工工藝流程為:下料→粗車外徑→平左端麵、粗車左內徑→平右端麵→粗車外徑→平右端麵、半粗車（chē）右內（nèi）徑→平左端麵、定總長、半成品車左內徑→人工時效→半成品車（chē）外徑→精車（chē）內孔→精車外形→人工時效→銑切(

在（zài）切割之前，這種加工方式基本保證了工件的尺寸。由（yóu）於工件壁厚過薄，切割成型後，兩片鞋的狀態發生變化，內應力釋（shì）放，出現（xiàn）嚴重的鼓包變形。銑削變形2 ~ 3 mm，工件扣合後達（dá）不到圖紙要求。認為切削方式夾具和加工應力的共同作用導致了工（gōng）件的變形。實（shí）驗中使用了夾緊力和切（qiē）削力相（xiàng）對較小的（de）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（xíng）為0.7 ~ 1.1 mm，不符合圖紙要求。

3改進加工工藝

為了解決工件變形大、間隙大的問題（tí），改變了固有（yǒu）的思維方式，改進了工（gōng）藝（yì）方法。創造性地采用了先切後翻（fān）的方案。它的優點在於，工件在成型前切割，應力（lì）已經釋放，尺寸公差和形位公差不受形狀變化的影響，使工件在（zài）對接狀態下不僅能滿足圖樣（yàng）的要求，而且兩（liǎng）塊瓷磚的間隙寬（kuān）度可以控製在0 ~ 0.2 mm，滿足使用要求。

改進後的兩瓣瓦加工工藝流程（chéng）為:下料→粗車全長→對稱切割（gē）→車定（dìng）位錐→車外形→車內徑→去毛刺→檢驗。詳細（xì）的工藝計劃如下。

(1)下（xià）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（zǐ）全（quán）長，使材質好的管子兩端見光，全長尺寸控製在> > 810mm。

(3)用（yòng）臥式銑床加（jiā）工對稱切削（xuē），用壓板將工（gōng）件固定在V型鐵上，用表（biǎo）對準工件，用2mm厚的片（piàn）銑刀對稱切削工件，用銼刀修整（zhěng）銑削平麵，保證銑削平麵光滑無毛刺。

(4)設計小車的定位錐作（zuò）為工藝步驟。兩片鞋由車削定位錐專用（yòng）夾緊套夾（jiá）緊，夾緊套材質為35CrMnSiA，淬火硬度為40 ~ 45hrc，保證了夾緊套的強度。夾緊套上每隔（gé）90°均勻分布四個M14螺紋孔，螺釘端麵（miàn）要光滑，保（bǎo）證定位夾緊準確[1]。使用時，將兩個夾套（tào）分別固定在對稱切（qiē）割的鋁筒坯的上下兩端，兩個對（duì）稱的螺（luó）釘對準兩瓣之間的間隙。先將兩個螺（luó）絲輕輕（qīng）預緊，使對稱切斷平整，防止兩瓣錯位（wèi）。然後，在兩瓣的弧頂（dǐng）處壓下兩個螺釘，使兩瓣對稱受壓，保證工件的銑（xǐ）削平麵均勻接（jiē）觸，無間隙（xì），將固定好的兩瓣（bàn）在車床（chuáng）上雙頂尖夾緊，車削外圓基準麵。以外圓基準（zhǔn）麵（miàn）為定位基（jī）準，轉動兩端麵和內徑定位（wèi）擋塊，控製（zhì）總長度為810mm。工件（jiàn）用兩個頂尖夾緊，車一個兩端錐角為20°的5m深的定位錐。車（chē）削過程中要用配套的定位套檢查錐度，定位套與端麵的間隙要控（kòng）製在0.15mm以內，以（yǐ）保證在壓緊的情況下定位牢固準確（què），工件總長度控製在800mm。旋轉錐和全長尺（chǐ）寸如圖6所示。

(5)對於精車（chē）的形狀，用車床外徑專用夾具夾（jiá）住兩片（piàn）鞋。在不拆卸（xiè）外（wài）套的情況下，將左、右定位套插入工件內徑兩端，與定位擋塊配合，保證配合間隙為0.05 ~ 0.1毫米。左（zuǒ）定位壓蓋和工件依次套在（zài）中心軸上（shàng），左定位（wèi）壓蓋與定位錐麵配合；在（zài）工件右端安裝右（yòu）定位壓蓋，與定位錐配合，預緊壓緊螺母，取下夾套。用頂部固定芯（xīn）軸，擰緊壓緊（jǐn）螺母，確保工件夾緊穩定。車削工（gōng）件的外徑，並加工（gōng）到（dào）成品尺寸。加工好外徑的半成品如圖9所示。

(6)精（jīng）車內徑用車床內孔專用夾（jiá）具夾緊，如圖（tú）10所示（shì）。專（zhuān）用夾具由夾具本體和（hé）壓蓋組成，通過（guò）旋緊兩端的（de）螺紋來夾緊工（gōng）件[2]。對夾具本體的內外徑進行磨削，內外徑同（tóng）軸度小（xiǎo）於< 0.015mm將工件放入專用夾具中，工件外徑與夾具內徑配合，間隙為0.05 ~ 0.1 mm，工件端（duān）麵用壓蓋壓緊。在車削過（guò）程中，內（nèi）孔的加工餘量是通過多次走（zǒu）刀來（lái）去除的。最後一道次精加工時（shí），應適當減小壓蓋的壓緊力，以減少夾緊力過大引起的變形[3]。將內孔轉到成品尺寸，取下（xià）定位錐。

(7)去毛刺。卸下工件，標記同一組的工件，方便成對使用。對稱切口的銳（ruì）角變鈍並去毛刺。

(8)成品檢驗。成（chéng）品兩瓣瓷磚產品。

4結束語

薄壁鋁合金兩瓣瓦加長的技術創新不僅節省了三（sān）道（dào）時效（xiào）工序和加工成本，而且創造性地改變了固（gù）有（yǒu）的加工方式。采用先切削後車削的加（jiā）工方法，提高了工件的加工質量，使工件變形控製在0.05~0.15mm，間隙寬度控製在（zài）0 ~ 0.2mm，可為類似（sì）結構（gòu）的對稱切斷零（líng）件的加工提供參考（kǎo）。