0引言
截割头体作为掘进机上的关键零件,质量要求高,加工工艺复杂,制造难度大,其性能直接影响零件的使用寿命,文章对加工过程中的难点进行分析,制定合理的加工工艺过程,保证产品的质量要求。
1图纸要求及分析
从上图1中可以看出截割头体为锥形体,所有表面需要加工,图示简图上截割头体最主要的加工难度是空间角度孔(其中15个为注水孔)及其相应的平面,最后每个空间孔处焊上截齿座,内腔的水穿过空间角度孔从截齿座喷出,实现其功能。
加工难点有:(a)整个零件由多个单零件焊接装配构成;(b)复杂的空间角度孔,部分数据如表1;(c)加工和装夹不容易实现。一般的加工设备不能满足空间角度孔的加工要求,需要用到五轴联动机床,但是设备成本较高,通常企业不具备,想要解决空间角度孔的加工,选择现有三轴联动卧室镗铣床加工中心(TOS),并且设计相应的工装来实现孔系的加工。
2加工工艺
此零件主要工艺路线如下:毛坯铸造,调质,车加工1,焊接1,孔系加工,焊接2,车加工2(图2),(1)毛坯铸造。(2)调质处理,关键铸钢件需进行热处理。(3)车加工1,选用立式或者卧式车床,用夹具在小端面使得零件固定,先加工大端面内孔及外表面,然后调转加工小端外表面和工艺中心孔,及Z向尺寸也可以在此工序划出对应基准,用于后续加工工序工艺参考。(4)焊接1,在截割头内部焊接内花键套(组焊件)。(5)孔系加工,除了普通孔系的加工,此处还涉及到空间角度孔的加工,有圆周角θ,倾角β,需要选用三轴联动卧室镗铣床加工中心,通过工作台的转动,并且配合工装的设计,分别实现倾角β角度,圆周角θ之间的匹配关系。(6)焊接2,导料料板、截齿座按照加工的孔系逐个焊接上去。(7)车加工2,由于多次的焊接,零件会存在一定的变形,此车加工工序作为最后的精车工序,消除焊接带来的应力变形。
3总结
针对该零件选用上述工艺加工,结合现有机床设备,设计相应加工工装,合理安排制造资源,满足产品质量要求的同时,也节约了生产成本,为后续相似产品的系列化生产提供了相关经验。
作者:吴冬 舒煌威 刘培林 董婷 单位:南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司