漢川數(shù)控機(jī)床股份公司 （陜西漢中 723003） 張 榮 陳 慧 念 勇 徐秋紅

葉片（見(jiàn)圖1）是鼓風(fēng)機(jī)上的關(guān)鍵零件，表面粗糙度和輪廓精度要求較高，葉身較長(zhǎng)、壁薄，形狀復(fù)雜，在普通機(jī)床或三軸數(shù)控機(jī)床粗加工難度大，而且數(shù)量多，因而制定合理的加工工藝方案，在保證質(zhì)量的前提下提高效率就成為關(guān)鍵之一。

圖1 葉片

1. 毛坯狀態(tài)

材質(zhì)為2Cr13，毛坯為模鍛件，其葉型及葉根大面單邊留量4～5mm，葉根長(zhǎng)度留量10～15mm。鍛造后，葉根右端面見(jiàn)光，并且以葉型為基準(zhǔn)，做出了3個(gè)φ4mm中心孔，葉根端面中心孔孔距為（96±0.10）mm，作為以下加工的工藝基準(zhǔn)，如圖2所示，毛坯硬度為260～280HBW。

圖2 葉片毛坯

2. 加工要求

葉片加工的要求如下（見(jiàn)圖3）：

（1）葉根尺寸（132±0.1）mm、44mm及65°±3′均按圖加工成形。

（2）葉型及葉根槽按造型單邊給最終精加工留量0.80～1.0mm。

圖3 加工圖

3. 工藝難點(diǎn)

（1）工藝基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換：將葉根端面2個(gè)φ4mm中心孔轉(zhuǎn)化為φ19mm孔，保證孔與葉型端中心孔同軸度＜0.10mm，工藝基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的精度直接影響后序加工的零件質(zhì)量。

（2）由于是大批量加工，應(yīng)盡量減少零件加工過(guò)程中的輔助時(shí)間，包括零件裝夾、零件轉(zhuǎn)運(yùn)等的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，保證進(jìn)度要求。

4. 方案分析

通過(guò)對(duì)葉片毛坯情況及加工要求的分析，結(jié)合公司目前設(shè)備狀況，擬確定以下三種加工工藝方案。

（1）方案一：基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換：將葉根端面2個(gè)φ4mm中心孔轉(zhuǎn)化為φ35h7外圓作為后序加工的工藝基準(zhǔn)，如圖4所示。

圖4 加工簡(jiǎn)圖

利用傳統(tǒng)的加工方法，將3個(gè)φ4mm中心孔找正在同一平面內(nèi)，并找正葉根端面2個(gè)φ4mm中心孔在中心處劃線，然后根據(jù)劃線在中心處鉆另一φ4mm中心孔，在車床上以兩端中心孔為基準(zhǔn)頂車出φ3 5 h 7外圓作為后序銑葉根及鉆、絞φ19mm的工藝基準(zhǔn)。

其工藝流程為：劃線→鉆中心孔→頂車φ35h7（工藝基準(zhǔn)）→劃銑用線→銑葉根兩大面→銑葉根兩斜面→鉗去毛刺→平磨葉根兩大面→銑葉根端面，鉆、鉸φ19mm孔→在數(shù)控銑上以葉型端中心孔、φ19mm孔及A面為基準(zhǔn)，上分度頭及專用工裝銑葉型及葉根槽，單邊留量0.8～1mm（定位簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖5）→鉗去毛刺，刻編號(hào)，裝箱。

圖5 定位簡(jiǎn)圖

此工藝流程的缺點(diǎn)是：由于葉片毛坯形狀不規(guī)則，劃線存在困難，且劃線誤差較大；由于車削時(shí)為斷續(xù)切削，故效率低，且刀具磨損嚴(yán)重；銑葉根面、端面及鉆、鉸孔時(shí)都以φ35h7外圓為基準(zhǔn)，加工、測(cè)量方面都比較麻煩，效率低；需要普通機(jī)床多，勞動(dòng)強(qiáng)度大；零件周轉(zhuǎn)次數(shù)多，裝夾次數(shù)多，輔助時(shí)間長(zhǎng)，不易保證加工進(jìn)度的要求，不適應(yīng)大批量加工。

此工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是：專用工裝設(shè)計(jì)、制造簡(jiǎn)單；銑葉型及葉根槽時(shí)，可以消除φ19mm孔與葉型端中心孔同軸的加工誤差，產(chǎn)生廢品幾率低。

（2）方案二：基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換：將葉根端2個(gè)φ4mm中心孔轉(zhuǎn)化為65°斜面及斜面（105±0.02）mm尺寸作為后序加工的工藝基準(zhǔn)，用來(lái)料3個(gè)φ4mm中心孔為基準(zhǔn)，做專用工裝銑葉根大面及葉根65°斜面，控制65°斜面尺寸為（132±0.02）mm；利用65°斜面定位，做專用工裝，銑葉根端面及鉆、鉸φ19m m孔（定位簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖6），加工時(shí)用φ40mm檢棒，根據(jù)計(jì)算尺寸來(lái)確定φ19mm孔X方向位置。

圖6 定位簡(jiǎn)圖

其工藝流程為： 銑葉根兩大面→銑葉根兩斜面→鉗去毛刺→平磨葉根兩大面→銑葉根端面，鉆、鉸φ19mm孔→在數(shù)控銑上以葉型端中心孔、φ19mm孔及A面為基準(zhǔn)，上分度頭及專用工裝銑葉型及葉根槽，單邊留量0.8～1mm（定位簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖5） →鉗去毛刺，刻編號(hào)，裝箱。

此工藝流程的缺點(diǎn)是：6 5°斜面尺寸（132±0.1）mm尺寸要求高，為了保證φ19mm孔與葉型端φ4mm中心孔同軸，132mm尺寸要控制在±0.02mm內(nèi)，且表面粗糙度值要達(dá)到Ra＝1.6μm，這樣增加了中間尺寸的控制，提高了加工難度零件裝夾麻煩，容易造成零件與定位面產(chǎn)生間隙，φ19mm孔與葉型端φ4mm中心孔同軸度小于0.10mm不易保證；專用工裝種類多(銑大面、銑斜面、銑端面及鉆、鉸孔、銑葉型及葉根都需要專用工裝)，設(shè)計(jì)、制造麻煩。

此工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是：工序相對(duì)簡(jiǎn)單，零件周轉(zhuǎn)次數(shù)減少，輔助時(shí)間縮短；銑葉型及葉根槽時(shí)，可以消除φ19mm孔與葉型端中心孔同軸的加工誤差。

（3）方案三：基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換：將葉型端2個(gè)φ4mm中心孔轉(zhuǎn)化為葉根面上深4mm臺(tái)階作為銑端面及鉆、鉸孔的工藝基準(zhǔn)，要求臺(tái)階立面與大面垂直度不大于0.02mm，如圖7所示。利用來(lái)料3個(gè)φ4mm中心孔為定位基準(zhǔn)，制作專用可轉(zhuǎn)位氣動(dòng)工裝，一次裝夾銑葉根大面、葉根65°斜面，銑葉型及葉根槽留量，并且銑出銑端面時(shí)的定位基準(zhǔn)。

其工藝流程為：銑葉根兩大面、兩斜面、銑葉型及葉根槽單邊留量0.8～1mm→鉗去毛刺→平磨葉根兩大面→銑葉根端面，鉆、鉸φ19mm孔(定位方式見(jiàn)圖8)→鉗去毛刺，刻編號(hào)。

圖7 加工簡(jiǎn)圖

圖8 定位簡(jiǎn)圖

此工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是：加工工序減少，便于大批量生產(chǎn)的組織及管理；零件周轉(zhuǎn)次數(shù)少，一次裝夾即可完成所有銑削工作，勞動(dòng)強(qiáng)度大大減少，減少了加工的輔助時(shí)間，容易保證加工進(jìn)度的要求，適應(yīng)大批量加工；專用工裝種類少，只需要設(shè)計(jì)、制造銑用工裝及銑端面工裝；取消了分度頭，減少了資金投入。

此工藝流程的缺點(diǎn)是：專用工裝設(shè)計(jì)、制造復(fù)雜；最后工序銑端面及鉆、鉸孔，前序加工誤差無(wú)法消除，因此對(duì)工裝精度要求高。

5. 設(shè)備投入分析

按年產(chǎn)量10萬(wàn)件，每月工作24天，每天三班進(jìn)行計(jì)算（只考慮投入設(shè)備，不考慮使用人員）：

設(shè)備臺(tái)數(shù)＝100 000×工時(shí)定額/（12×24×3×8×60）

不同的工藝方案所選設(shè)備分別如表1、表2和表3所示。

表1 工藝方案一

表2 工藝方案二

表3 工藝方案三

說(shuō)明：①設(shè)備臺(tái)數(shù)為理論計(jì)算所得，未考慮機(jī)床故障、操作者損失時(shí)間等因素，實(shí)際投入機(jī)床數(shù)量要大于理論計(jì)算所得。②工藝方案三中，銑端面、鉆、鉸φ19mm孔工序小規(guī)格葉片可放在立式數(shù)控銑XK714上加工。

6. 結(jié)語(yǔ)

工藝方案一由于設(shè)備投入多，普通機(jī)床使用多因而勞動(dòng)強(qiáng)度大，工序復(fù)雜，不適應(yīng)大批量加工，可應(yīng)用于試制或小批量葉片的加工。工藝方案二、工藝方案三都適應(yīng)大批量葉片加工，綜合考慮設(shè)備投入、生產(chǎn)組織、零件轉(zhuǎn)運(yùn)、勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)效率等因素，工藝方案三最適合大批量生產(chǎn)。我公司加工采用工藝方案三，順利完成葉片的加工任務(wù)。