机体挡圈装配研制工艺

张惠中

（兰州交通大学 博文学院，兰州730101）

0 引 言

机体挡圈装配由上止推挡圈和下止推挡圈两部分组成，材质均为铸锡青铜（ZQSn-1），两端面的不平行度公差为0.02 mm，A 面对B 面的圆跳动公差为0.03 mm，各表面粗糙度要求较高，如图1。

根据图纸要求，该产品材质本身的性能决定了无法利用普通的磨床来保证平面加工精度和平行度要求；另外上、下止推挡圈是两个半圆，合成后形成了一个完整的圆，如何完成两体合为一体后的加工是制定加工工艺的关键。

图1 机体挡圈装配示意图

1 工艺方案的确定

通过对机体挡圈装配图样的研究分析，并结合本车间现有设备的实际情况，对其加工工艺分析提出了如下具体要求：1）因挡圈材质是铸铜，普通平面磨床无法保证两A面的平行度公差，必须通过精度较高的普通车床一次装夹车削完成；2）上、下止推挡圈合二为一，形成一个整圆，因此在保证平行度要求后应立即切断，以便后序加工；3）切断后的结合面表面粗糙度达不到Ra0.8，可通过手工研磨保证其粗糙度及两结合面严密结合；4）为保证上、下止推挡圈形成一个整圆，精车中必须一体加工，这需要通过工装夹具来实现；5）划线、铣油槽也必须通过工装夹具来保证，同时要借助铣床回转工作台来实现圆周铣削运动。

工艺流程为：车→画铣开线→研磨上、下挡圈断面→精车内孔→精车外圆→划孔及油槽线→钻油孔→铣油槽及定位销孔。

2 加工工艺实施

1）车削。毛坯选择：机体挡圈厚度为14 mm，从用料的经济、合理性及工艺的安排考虑，铸造毛坯保证一次可加工5 件。设备：毛坯外径为φ305，要保证切断后两端面的平行度要求，必须选择精度较高刚性强的车床，根据车间设备状况，选用新普通车床CW6163C/1500。加工要点：外圆和内孔加工完成后，切断刀切至厚度14.5+0.1 mm，深φ243 mm 处，将刀退出，再进刀将该端面光一刀，保证厚度及表面粗糙度Ra1.6 的要求，然后继续彻底切断。这样既保证了两A 面平行度公差0.2 mm 的要求，同时两A面的表面粗糙度也达到了要求。在最后彻底切断的圆环面上表面粗糙度较高，但这部分余量将在后序加工被去除，因而不影响两A 面的表面要求。

2）划挡圈铣开线。采用4 mm 厚的锯片铣刀，为保证后续加工上下止推挡圈余量的均匀性，先划出直径方向的中心线，再以中心线为基准引出两条铣开界线，总宽为4 mm。

3）铣开。采用工具铣床X8130 进行加工，通过平口虎钳、平板、垫铁装夹工件，同时为保证两平面不被划伤，要垫上铜皮，然后按划线基准铣开，保证铣开去除余量均匀在划线范围内。

4）研磨上、下挡圈断面。两端面口采用手工研磨，用60#砂纸和金相砂纸进行研磨，并配以研磨膏。上、下挡圈研好后必须校对“等高度”，否则会给后续加工带来装夹误差。

5）精车内孔。上、下挡圈铣开再合起来之后，必然形成一个椭圆，为完成一体加工，专门设计制作了车内孔工装，上、下挡圈置于工装内孔中，以挡圈一断面为定位基面，同时上、下挡圈结合面外圆处为两定位点。安装时上下挡圈在垂直方向的间隙必须一致，左、右两结合面保证处在同一水平线上，则可以通过调整夹具体外圆螺钉来保证，安装好之后再紧固外圆及断面压盖螺钉。加工中可以一次完成内止口φ249×2,、内孔φ239 和倒角工序。

6）精车外圆。同样，精车外圆也必须采用夹具夹装才能完成。此时工件以一端面和内孔进行定位，夹具须能保证端面A 对外圆柱面B 的跳动要求。装夹中，上、下挡圈紧套于夹具心轴上，同时一端面紧靠夹具定位面上；保证两边结合面处于同一水平线上，再用端面压板紧固便可进行加工。这样可以完成外圆φ290 及两边倒角工序。

7）划孔及油槽线。因孔及油槽线在工件端面上圆周分布，也需要设计相应的夹具实现本工序，夹具体安装在划线分度卡盘上，将上、下挡圈安装在夹具中，以一端面和外圆定位，通过夹具上的4 个小压板压紧工件（保证左右对称，力量均衡），然后用分度头分度来实现油孔、定位销孔和油槽的划线。

8）钻油孔。油孔为φ4、φ6 孔，均在上止推挡圈断面圆周上，采用新式台钻Z512-2 进行加工，同时用特制锪钻将油孔边倒圆，不得有毛刺，并保证2-φ4 孔相对中心孔φ6 孔的对称度。

9）铣油槽及定位销孔。铣油槽和销孔必须采用工装保证，因与划线性质相同，故采用同一夹具。由于油槽在铣削中还要进行回转运动，因此必须将夹具体安装在HB-140 型回转工作台上，通过手动回转分度盘和铣刀的旋转运动完成油槽的加工。定位销孔φ14+0.1 的位置精度和尺寸要求均较严格，故安排在铣床上铣削完成，效果良好。工件的定位装夹与划线工序相同。

3 结 语

机体挡圈装配在整个研制工艺过程中，两端面的平行度要求及切开后如何保证加工是工艺上的难点，我们通过普通设备和利用三套工装夹具来完成这项产品的试制，取得了成功，并且工艺稳定性良好，装夹定位可靠，保证了产品的技术要求。产品售后得到用户的好评，年产量逐渐上升，同时产品的加工周期较短，从而收到了良好的经济效益，为进一步打开市场，争创名牌产品奠定了坚实的基础。

［1］ 赵长发.机械制造工艺学［M］.3 版.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2013.

［2］ 黄健求.机械制造技术［M］.2 版.北京：机械工业出版社，2013.

［3］ 杨叔子.机械加工工艺手册［M］.北京：机械工业出版社，2002.

［4］ 薛顺源.机床夹具设计［M］.北京：机械工业出版社，2001.

［5］ 杨俊峰.机床及夹具［M］.北京：清华大学出版社，2005.

［6］ 成大先.机械设计手册［M］.4 版.北京：化学工业出版社，2002.