相机镜筒加工工艺与优化

丘志青

（佛山市三水区理工学校，广东 佛山 528100）

人们为了记录美好时光，相机绝对是最佳选择。近些年，数字科技的发展迅速，各制造商之间的工艺不断迭代，市场竞争非常激烈。相机的质量直接影响市场销售份额，其中镜筒是调整焦距，影响成像质量至关重要的零件，其精度高，加工难度大,作为镜筒生产商必须要有实用高效的生产工艺，才能在市场中分得一杯羹。

例如，某工厂接到一批某品牌的镜筒订单，由于工厂条件限制，当前只有CK6140 数控车床及VMC850E立式四轴加工中心可供生产使用。鉴于当前设备条件，需在生产过程中对镜筒加工工艺进行了优化，以解决生产中的问题。对镜筒加工工艺优化过程陈述如下。

1 图纸分析

分析图纸（图1），材料为铝材（AL6061）；壁厚为1.5mm～4.5mm；8 条沟槽；圆度为0.02mm；槽宽度为8+0.00+0.02mm；表面粗糙度为Ra1.6μm；外形尺寸公差为0.02mm。可知壁厚较薄，在切削过程中，由于径向切削力以及切削应力变化零件易变形。本文主要以加工沟槽的刀具与夹具的进行优化对比。

图1

图2

2 镜筒加工工艺及刀具、夹具优化

2.1 数控车床加工镜筒外圆与内孔

数控车工加工中采用液压卡盘装夹毛坯，通过调整液压压力防止变形的目的[1]，以φ68mm*6mm*1500mm的型材同时配以自动送料装置可高效地完成生产加工，由于切削量不大，切削力小，最终可得半成品，这里不再赘述。

2.2 立式四轴加工中心镜筒沟槽

四轴加工中心旋转A 轴可以轻松完成沟槽位置的定位[2]，需选择常规刀具并设计专用夹具进行加工。

2.2.1 优化前刀具

铣削与刀具半径相同的内圆弧，易出现夹刀现象，出现振纹[3]，由于槽宽为8，所以选用φ6的铣刀进行粗、精加工，因此加工沟槽至少需要3 把铣刀：2 把φ6 铣刀、1 把倒角刀（如图3）。

图3

2.2.2 优化前夹具

套类零件定位基准为内、外圆中心[4]，针对镜筒半成品的特点，设计了专用夹具（如图2）。

夹具的制作流程简述：选择45 钢，车床加工弹簧套筒主体及M12 螺纹，再用线切割加工弹簧线槽，在四轴铣床中加工避空槽。

夹具工作原理：

1.把弹簧套筒右边圆柱装夹在液压卡盘中。

2.用M12 的螺栓把弹簧套筒、锥塞配合起来（如图4）。

图4

3.扭紧螺栓时，锥塞向里移动，夹具向外撑开，达到装夹目的。

随着夹具使用次数增加，出现了一些问题：

1.弹簧缝隙易夹屑，清理铝屑耗费工时较多。

2.夹具避空槽，削弱了夹具的弹性变形能力，夹具寿命较短。

3.拆卸零件时，松开螺栓后锥塞较难取出，影响加工效率。

4.镜筒沟槽的内边无法进行倒角，须人工倒角，增加了人工成本。

2.2.3 刀具优化

为了解决沟槽的内边无法倒角问题，需对倒角刀进行替换，将倒角刀换成上下倒角刀（如图5），解决了人工倒角的问题，降低了人工成本。

图5

2.2.4 夹具优化

针对夹具存在的问题，对夹具进行了改造（如图6）。夹具的制作流程简述：选择45钢，在车床上加工夹具体、夹具挡板、垫片，M12内螺纹，四轴铣床加工沟槽避空槽。

图6

优化后的夹具优点如下：

1.夹具整体均在车床中加工，加工难度低，制作时间短。

2.夹具体可以直接安装在A 轴法兰盘中，夹具刚性好[5]。

3.加工避空槽不影响夹具刚性。

4.易清理，不易夹屑。

此夹具在保证精度及装夹要求的同时降低了制造夹具的难度，减少了制造夹具的时间及费用，清洁方便。

结合优化前后实际生产加工，优劣对比如表1所示。

表1

3 结语

经过长期的生产验证，优化后的夹具与刀具起到了不错的加工效果，既保证了镜筒精度，又降低了夹具成本，提升了产品生产效率，其加工工艺为以后生产相似套类零件提供了一定的参考。