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薄壁零件工艺分析及基本检测

随着现代社会的高速发展，自从迈克尔.法拉第发明了利用电的方法，他发明了磁电式发电机，此后进入了第二次工业革命，人类进入了电力时代，从此人类将离不开“电”这能源。在现代生活当中特别是进50年，人们对生活的条件要求越来越高，从而带动着科技的快速发展，而科技的发展决定的电产业的飞腾。电在输送的这一过程是必不可少的，所以就出现了各种各样和各种功能的输电产品。断路器只是输电产品中的一种，而本文讲述的是断路器产品中的一个气缸零件。

一、零件的分析

（一）、气缸零件的作用

该气缸（图1）是一台高压断路器产品中最为关键的零件，它是通过顶部端面和顶部内孔处与支持件相连接，它的内孔壁主要与活塞接触起到平稳导向作用，而它的外圆壁面要与中间触头通过摩擦接触而进行导电，从而气缸才能起到作用。

该气缸一共有六个表面，且都需要进行加工，整体的加工精度工艺要求较高。 （二）、气缸零件的工艺分析

此零件是气缸，缸体主要是薄壁体，工作面较长，主要加工的是端面、两个内孔及紧固的螺孔，整体加工的精度工艺要求较高，所以加工起来有一定的困难：

(1) 内缸体部分加工深度较深，且不易排出切屑,冷却液难以注入内部切屑区域； (2) 切屑容易把内壁面刮伤；

(3) 当加工时，壁厚比较薄，加工时容易产生变形； (4) 测量时比较麻烦。 1、气缸零件的毛坯

根据产品的结构性能可确定毛坯为φ145×25铝管6A02-T6，以常年的生产定单知生产批量为大批量，所以可以进行大批采购φ145×25铝管6A02-T6材料。如市场上缺少φ145×25铝管6A02-T6的材料时，也可选用φ145×25铝管6A02材料，只需要在生产下料后进行热处理，进行固溶时效来达到工艺要求即可。

2、气缸零件的加工方案

（1）根据产品零件的毛坯是铝管管材，所以第一道工序先以锯床下料至毛坯尺寸，再转序由普车粗车工拉毛坯，这样可以有效的降低成本，获得更大的经济效益。

（2）因气缸零件的壁厚较薄，在各道工序夹持工件时要注意夹紧力的大小防止变形。 （3）气缸零件的加工工序较多，要注意周转保护，防止磕伤刮伤等。

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3、气缸零件的加工要求

（1）该工件的内孔与外圆面有较高的同轴度要求，在装夹时应采用定位工装进行装夹，所以要设计专用定位工装，且要在装夹过程中尽可能的一次装夹到位，保证一次装夹完成。

（2）该工件6-φ7孔位置度要求为0.1，所以在加工6-φ7孔时应设计专用钻模，才能保证位置度的要求。

二、零件的机械加工工艺规程设计

（一）确定零件毛坯

机械加工常用的毛坯有锻件、铸件、型材件、焊接件等。选用时应考虑很多因素，如零件材料的力学性能、零件的结构形状和尺寸等。根据气缸零件在产品中起到的作用，确定零件材料毛坯为型材件，选用φ145×25铝管6A02-T6或是φ145×25铝管6A02。锯床锯料至φ145×225尺寸即可。 （二）拟定机械加工工艺路线 1、定位基准确的选项择

定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位基准选择的正确、合理，可以保证零件的加工质量，提高生产效率。否则，就会致使加工工艺过程式问题百出，甚至于严重的还会造成零件大批量报废，使生产停滞。

基准的选择主要应考虑到基准重合和基准统一的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。现在此零件可以用普车粗加工后的外表面进行初步定位。接着加工出内孔和端面后作为精基准。

（三）制定工艺路线

工艺路线的拟定是制定工艺规程的总体布局，它包括：选择定位基准、确定加工方法、划分加工阶段、决定工序的集中与分散、加工顺序的安排，以及热处理、检验、其它辅助工序（去毛刺、清理、倒角等）。

根据各表面的加工要求和各种加工原则和：“先面后孔，基准统一”以及各种加工方法所能达到的经济精度确定各种表面的加工方法和顺序。要加工的表面和作为精基准的端面和内孔外均采用精车削表面的方法，除了固定孔选用钻削的加工方法。

以原材料为型材φ145×25铝管6A02-T6拟定工艺路线：单位mm

（表1）

产品型号 工艺过程卡片 产品名称 材 料 工 序 号 工序名称 工 序 内 容 车间 设 备 工艺装备 断路器 零(部)件名称 每件毛坯可制件数 φ145×25铝管6A02-T6 毛坯外形尺寸 φ145×225 每台件数 3 气缸 1 LW36-145 零(部)件代号 8ZDK.450.038 2

1 2.1 锯床下料 锯床锯φ145×225/1 普车粗车 撑内孔，粗车外圆为φ141，全长225 粗车内孔为φ125×210 检验 过程抽样检验 半精车内孔?128?0.07×215和?990?0.1?0.054加工 加工 GB4032 CD6140A 300mm卡尺 2.2 3 4.1 数车半精车 ×8处,R2处，留0.8余量,表面粗糙度Ra为6.3 加工 哈挺数控车床TALENT10/78 4.2 夹外圆半精车外圆?138?0.1 ×220±0.2留0.8余量, 表面粗糙度Ra为6.3 调头装夹外圆,半精车外圆?138?0.1 ×220±0.2留0.8余量, 表面粗糙度Ra为6.3 00 4.3 200mm数显、300mm卡尺和5 检验 过程抽样检验 调头夹外圆,找正,精车平220±0.2端面, 表面粗糙度Ra为3.2 夹端面外圆,精车内孔?128?0.07×215和6.2 ?0.054×5±0.1处,垂直度与A面要求?990?0.1 50-160mm哈挺数百分表、控车床 125-150mm千分尺 6.1 数车精车 加工 TALENT10/78 0.05,同轴度与A面要求φ0.05, 倒R2、R0.1 ,保证表面粗糙度Ra为1.6 夹自制定位工装A,装上工件后顶自制定位工6.3 装B,车外圆?138?0.1,倒角R0.5,表面粗糙度Ra为1.6 200mm数显、300mm卡尺和7 检验 过程抽样检验 50-160mm百分表、125-150mm千分尺，表面粗糙度样块 8 9 10 11 12 13 钳工钻孔 检验 钻孔6-φ7，保证φ109均布，孔位置度要求0.1，去毛刺、清理 过程抽样检验 ?0.10自制定位工装 A和B (两顶定位工装) 加工 电镀 电镀 普通台式钻床 200mm数显卡尺 自制钻模 表面处理 阳极氧化后保证?128?0.07 表面处理 如图示镀银35μm、10μm 检验 周转 终检 入库 3

（四）工艺内容的确定

机床的技术规格要与被加工的工件尺寸相适应，机床的精度要与被加工的工件要求精度相匹配。如果机床的精度过低，不能加工出设计的质量要求，机床的精度过高又不够经济。由于机床的局限，理论上达不到应有的加工精度的，可通过工艺改进的办法过到目的。通过以上分析，本加工过程中要求不是太高，多选项用通用机床，由于零件形状的特殊性，因此在精加工时要使用专用夹具，刀具多选用硬质合金刀具。

工序2.1车削：

选择CA6140卧式车床，选择90°外圆车刀，选择YG6硬质合金刀片。撑内孔，粗车镀银端面和外圆面保证φ141，全长225；

（1） 由于刀具与车床已确定，故选择切削用量：（查参考资料） a.确定ap（查参考资料）ap=2-5mm

由于加工余量为4mm，故可一次走刀完成，得ap=h=4mm b．确定每转进给量f查得fr=0.15～0.3mm/r，取fr=0.3mm/r c．粗车时常用切削速度V为5～30m/min，选30m/min

1000v1000?30计算出转速n?=477.7r/min，查车床转速取n=500r/min，反过来计算?d?20?dn?20?500实际的切削速度，根据公式V?得实际的切削速度V?=31.4m/min

10001000d．根据公式n?（2）工时的计算：

根据公式tm?RL为105.75s。

工序2.2车削：

选择CA6140卧式车床，选择90°外圆车刀，选择YG6硬质合金刀片。夹外圆面，粗车内孔为φ125×210

（1）由于刀具与车床已确定，故选择切削用量：（查参考资料） a.确定ap（查参考资料）ap=2-5mm

由于加工余量为15mm，可三次走刀完成，得ap=h=5mm b．确定每转进给量f查得fr=0.15～0.3mm/r，取fr=0.3mm/r c．粗车时常用切削速度V为5～30m/min，选30m/min

=70.5?225=105.75s，所选用的刀具主偏角kr=90°，因此基本时间

nf500?0.31000v1000?30计算出转速n?=477.7r/min，查车床转速取n=500r/min，反过来计算?d?20?dn?20?500实际的切削速度，根据公式V?得实际的切削速度V?=31.4m/min

10001000d．根据公式n?（2）工时的计算：

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根据公式tm?RLnf= 62.5?210500?0.3=87.5s，因加工余量为15mm，分三次走刀完成，所选用

的刀具内反主偏角kr=90°，因此基本时间为87.5s×3=262.5s。

工序4.1车削：

0.1选择数控车床TALENT10/78，半精车内孔?128??0.07×215 处, 留0.8余量。

（1）由于刀具与车床已确定，故选择切削用量：（查参考资料） a.确定ap（查参考资料）ap=0.5～2mm

由于加工余量单边为1.1mm，可一次走刀完成，得ap=h=1.1mm b．确定每转进给量f查得fr=0.15～0.3mm/r，取fr=0.2mm/r c．粗车时常用切削速度V为5～30m/min，选30m/min

1000v1000?30计算出转速n?=477.7r/min，查车床转速取n=500r/min，反过来计算?d?20?dn?20?500实际的切削速度，根据公式V?得实际的切削速度V?=31.4m/min

10001000d．根据公式n?（2）工时的计算： 根据公式tm?RL= 63.6?215=91.16s，因加工余量为1.1mm，因此基本时间为91.16s。

nf500?0.3?0.054选择数控车床TALENT10/78，?990×8处, 留0.8余量。

（1）由于刀具与车床已确定，故选择切削用量：（查参考资料） a.确定ap（查参考资料）ap=0.5～2mm

由于加工余量单边为1.6mm，可一次走刀完成，得ap=h=1.6mm b．确定每转进给量f查得fr=0.15～0.3mm/r，取fr=0.2mm/r c．粗车时常用切削速度V为5～30m/min，选30m/min

1000v1000?30计算出转速n?=477.7r/min，查车床转速取n=500r/min，反过来计算?d?20?dn?20?500实际的切削速度，根据公式V?得实际的切削速度V?=31.4m/min

10001000d．根据公式n?（2）工时的计算： 根据公式tm?RL= 44.1?8=2.35s，因加工余量为1.6mm，因此基本时间为2.35s。

nf500?0.3工序4.2车削：

选择数控车床TALENT10/78，半精车外圆?1380?0.1 ×220±0.2处, 留0.8余量。 （1）由于刀具与车床已确定，故选择切削用量：（查参考资料）

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