加長薄壁鋁（lǚ）合金（jīn）兩瓣瓦（wǎ）的（de）高效加工方法

兩片花瓣由2A12-T4鋁合（hé）金製成，結構對稱。尺寸精度和形位公差要求非常嚴格。總長圖mm，外徑圖mm，內徑圖mm，最薄處2mm厚（hòu）。要（yào）求內徑外徑同軸度為φ 0.15mm，切割前是典型的細長薄壁鋁合金管狀（zhuàng）工件。切割後形成兩塊（kuài）成品瓷（cí）磚，工作時成對使用。要求一對（duì）工件能扣在一起滿足圖紙要求，工件之間的間隙寬度小於（yú）< 0.5mm，給加工帶來很（hěn）大（dà）問題。

2原加工工藝存在的問題

現有的工藝路線是在切割前將工件的內外徑車削到成品尺寸。為了消除工（gōng）件在車削過程中的內應力，去除了兩次切削餘量，並增加了兩次（cì）人工時效。兩瓣瓦原加工工藝流程為:下料→粗車外徑→平左端麵、粗車（chē）左內（nèi）徑→平右（yòu）端麵→粗車外徑→平右端麵、半粗車右內徑→平左端麵、定總長、半成品車左內徑（jìng）→人工時效→半成品車外徑→精車內孔→精車外（wài）形→人工時效→銑切(

在切割之前，這種加工方式基（jī）本保證了工件（jiàn）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，內應力釋放（fàng），出現（xiàn）嚴重的（de）鼓包變形。銑削變形2 ~ 3 mm，工（gōng）件扣合後達不到（dào）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件的變形。實驗中使（shǐ）用了夾緊力和切削力相對（duì）較小的水切（qiē）割和線切（qiē）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（fú）合圖紙要求。

3改（gǎi）進加工工藝

為了解決工件變形大、間隙大的問題，改變了固有（yǒu）的（de）思維方式，改（gǎi）進了工藝方法。創造性地采用了先切後翻的方（fāng）案。它的（de）優點在於，工件在成型前切（qiē）割，應力已經釋放，尺（chǐ）寸公差和形位公差不受形狀變（biàn）化的影（yǐng）響，使工件在對接狀態下不僅能滿足圖（tú）樣（yàng）的要求，而且兩塊瓷磚的間（jiān）隙寬（kuān）度可以控製在0 ~ 0.2 mm，滿足使用要求。

改進後的（de）兩瓣瓦加工工藝流程（chéng）為:下（xià）料→粗車全長→對稱切割→車（chē）定位錐→車外形（xíng）→車內徑→去毛刺→檢驗。詳細的工藝計（jì）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（yā）管中φ130mm×12.5mm的2A12-T4管，用帶鋸（jù）下料，單件長度為815mm。

(2)粗車管子（zǐ）全長，使材質好的（de）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（bǎn）將工件固定（dìng）在V型鐵（tiě）上，用表對準工件，用2mm厚的片銑刀對稱切削工件，用（yòng）銼刀修整銑削平麵，保證銑削平麵光滑無毛刺。

(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（yún）分布四個M14螺紋孔，螺釘端麵要光滑，保證定位夾（jiá）緊準確（què）[1]。使（shǐ）用時，將兩個夾套分別固定在對稱切割的鋁（lǚ）筒坯的上下兩端，兩個對稱的螺釘對準兩瓣之間（jiān）的間隙。先將兩個螺絲輕輕預緊，使對稱切斷平整（zhěng），防止兩瓣錯位。然後，在兩瓣的弧頂處壓下兩個（gè）螺釘，使兩瓣對稱受壓，保證工件的銑削平麵均勻接觸，無間隙，將固定好的兩瓣在車床上（shàng）雙頂（dǐng）尖夾緊，車（chē）削外圓基準麵。以外（wài）圓基準麵為定位基準，轉動兩端麵和內徑定位擋塊，控製總（zǒng）長度為810mm。工（gōng）件用兩個（gè）頂尖夾緊，車一個兩端錐角為（wéi）20°的5m深的定位錐。車削過程中（zhōng）要用配套的定位套（tào）檢查（chá）錐度，定位套與（yǔ）端麵的間隙要控製在0.15mm以內，以保證在壓緊的情況下（xià）定（dìng）位牢固準確，工件總長度控製在800mm。旋轉錐和全長尺寸如圖（tú）6所示。

(5)對於精車的形狀（zhuàng），用車床外徑專用夾（jiá）具夾住兩片鞋。在不拆卸外套的情況下，將左、右定位（wèi）套（tào）插入工（gōng）件內徑兩端，與定（dìng）位擋塊配合，保（bǎo）證配合間（jiān）隙為0.05 ~ 0.1毫米。左定位壓蓋和工（gōng）件（jiàn）依次套在中（zhōng）心軸上，左定位（wèi）壓蓋（gài）與定位錐麵配合；在工件右端安裝右定位壓蓋，與定位（wèi）錐配合，預緊壓（yā）緊螺母，取下夾套。用頂（dǐng）部固定芯軸，擰緊壓緊螺母，確保工件夾（jiá）緊穩定。車削工件的（de）外徑，並加工到成品尺寸。加工好外徑（jìng）的半成品如圖9所（suǒ）示。

(6)精車內徑用（yòng）車床內孔專用夾具夾緊，如圖10所示。專用夾具由夾具本（běn）體和（hé）壓蓋（gài）組成（chéng），通過旋緊兩端的螺（luó）紋來夾緊工件[2]。對（duì）夾具本體的內（nèi）外徑進行磨削，內外徑（jìng）同軸度小於< 0.015mm將工件（jiàn）放入專用夾具（jù）中，工件外徑與（yǔ）夾具（jù）內（nèi）徑配合，間隙為0.05 ~ 0.1 mm，工件端（duān）麵用（yòng）壓蓋壓緊。在車削過程中，內孔的加工餘量（liàng）是通（tōng）過多次走刀來去除的。最（zuì）後一道次精加工時，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。對稱切口的銳角變鈍並去毛（máo）刺。

(8)成品檢驗。成品兩瓣瓷磚產品。

4結束（shù）語

薄壁鋁合金兩瓣瓦加長的技術創新不（bú）僅節省了三道時效工序和加工成本（běn），而且創造性地改變了固有（yǒu）的加工方式。采用先切削後車削的加工方法（fǎ），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（kě）為類似結構的對稱切斷零件的加工提供參考。