生產(chǎn)實(shí)踐中,，許多零件是由多個部分組焊,，再經(jīng)機(jī)械加工而成,，而這些零件組焊后往往形狀不規(guī)則，在實(shí)際加工中會出現(xiàn)定位基準(zhǔn)不易確定,，找正、裝夾困難的情況。
蓄能器本體就是一種典型的組焊異形零件,。本文通過分析該產(chǎn)品的零件結(jié)構(gòu)及加工難點(diǎn)，制定加工工藝流程,，確定加工方案,，通過加工順序和工藝流程的優(yōu)化、生產(chǎn)設(shè)備的合理選用,、加工工序的對比,、工裝的設(shè)計(jì)以及加工中工裝設(shè)計(jì)的改進(jìn)，達(dá)到一次性保證零部件所有加工要素,、尺寸精度和幾何公差的要求,。
通過上述建立的滲流計(jì)算網(wǎng)格模型、定義的滲流計(jì)算參數(shù)以及設(shè)置的初始條件和邊界條件,，計(jì)算得出各工況的滑坡地下水浸潤線,，見圖8和圖9。
（1）零件結(jié)構(gòu),。蓄能器本體由導(dǎo)向筒,、左支撐板、右支撐板和支耳4部分組焊而成,，其外形與飛機(jī)相似,，如圖1所示。
圖1 蓄能器本體結(jié)構(gòu)
底部支耳為“前輪”,，左,、右支撐板為兩“側(cè)翼”，中間導(dǎo)向筒回轉(zhuǎn)部分為“機(jī)身”,。導(dǎo)向筒為臺階式薄壁空心桿,，長度150mm，外圓直徑40mm,，內(nèi)孔直徑34mm,。左、右支撐板分別焊接在導(dǎo)向筒兩側(cè)且間距尺寸為120mm,，支耳焊接在導(dǎo)向筒回轉(zhuǎn)體正中間,。
（2）加工難點(diǎn),。蓄能器本體為手工組焊件，焊接過程中各組件定位偏差較大,，焊后存在焊接變形,，且該件組焊完成后需進(jìn)行表面噴砂處理，噴砂處理后產(chǎn)品表面粗糙度增大,，導(dǎo)致機(jī)械加工過程中出現(xiàn)定位基準(zhǔn)不易確定,、找正和裝夾困難的問題，很難保證尺寸加工精度和幾何公差要求,。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,，如圖1所示，在回轉(zhuǎn)體0°,、90°和180°方向分別都有加工要素,，其中在支耳方向加工要素居多，且關(guān)鍵尺寸較為集中,，因此將支耳設(shè)為0°方向,。導(dǎo)向筒回轉(zhuǎn)部分180°方向設(shè)計(jì)有長51mm、寬12mm槽,，支耳處加工通槽寬為4+0.075 +0.035mm,，在保留焊縫的前提下加工完成支耳外形，保證支耳厚度為12mm,，并制成孔φ8+0.015 +0 mm和2-M2螺紋通孔,，保證孔φ8+0.015 +0 mm、支耳通槽寬為4+0.075 +0.035m m且對稱度為0.02mm,；在90°方向支耳側(cè)面進(jìn)行孔φ5+0.012 +0 mm加工,，并確保與孔φ8+0.015 +0mm尺寸26±0.1mm和導(dǎo)向筒中心位置32m m，并在左,、右斜板處加工制成4-M5,、4-φ12mm孔，保證相關(guān)位置尺寸65.5mm,、45mm和45mm,。
根據(jù)地震資料，通過反演提取出各項(xiàng)屬性進(jìn)行分析,。由于反演存在多解性,，所以需要鄰井資料加以約束。由于傳統(tǒng)流程成像能力不足,，對復(fù)雜地表?xiàng)l件,、干擾類型多樣、速度變化劇烈的區(qū)域,，信息搜集效果有限,。采取的措施是增加對井信息的搜集，同時(shí)對構(gòu)造質(zhì)控等進(jìn)行融合精細(xì)處理,，對多方面的資料進(jìn)行反復(fù)論證,，這樣可以有效地進(jìn)行參數(shù)處理和方案選取，實(shí)現(xiàn)資料品質(zhì)的提升,。根據(jù)淺水流砂體的地球物理屬性特征,，結(jié)合區(qū)域內(nèi)鉆井?dāng)?shù)據(jù)的約束，可以識別并預(yù)測潛在淺水流砂體的分布特征,。預(yù)測方式示意圖見圖2,。
由于該零件支耳、孔φ8+0.015 +0 mm,、2-M2螺紋通孔要與杠桿,、鎖軸、鎖軸銷和銷軸組裝后進(jìn)行靈活可靠運(yùn)動,，要求無卡滯現(xiàn)象,，如圖2所示，所以圖1中支耳外形12mm,、槽4+0.075 +0.035mm,、φ8+0.015 +0 mm和2-M2螺紋通孔、支耳側(cè)面孔φ5+0.012 +0 mm成為該產(chǎn)品的加工難點(diǎn),。
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圖2 蓄能器裝配示意
1.鎖軸銷 2.鎖軸 3.杠桿 4.銷軸
因該零件在回轉(zhuǎn)體多個方向有加工要素，且加工要素分散在4個組焊件中,，必須合理安排加工流程,，結(jié)合實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)和該產(chǎn)品復(fù)雜結(jié)構(gòu),，確定加工工藝流程。
（1）加工順序,。0°方向?yàn)榈?加工點(diǎn)（加工支耳厚度12mm,、支耳通槽寬4+0.075+0.035mm、制成孔φ8+0.015 +0 mm和2-M2螺紋通孔,、制成左和右斜板處4-M5孔以及4-φ12mm孔）,，90°方向?yàn)榈?加工點(diǎn)（加工支耳側(cè)面孔φ5+0.012 +0m m，并確保與孔φ8+0.015 +0 mm,、尺寸26±0.1mm和導(dǎo)向筒中心位置32m m尺寸要求）,，180°方向?yàn)榈?加工點(diǎn)（長51mm、寬12mm環(huán)形槽）,。
（2）加工方案,。加工方案1：選用三軸立式加工中心，使用通用夾具平口鉗作為夾具進(jìn)行定位裝夾,，按上述加工順序進(jìn)行加工,。用平口鉗夾緊兩端面，并在左,、右斜板下端放置兩個千斤頂作為輔助支撐進(jìn)行加工,。該種加工方案在實(shí)施后，其0°方向的多個關(guān)鍵加工要素?zé)o法保證尺寸精度及幾何公差要求,，導(dǎo)致與之配合的其他零部件無法正常使用,，同時(shí)工步分散加工，需要多次找正,、裝夾零件,，輔助時(shí)間浪費(fèi)多、沒有遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,，造成產(chǎn)品報(bào)廢率較高,，所以該方案不可行。
加工方案2：數(shù)控加工中心本身是一種功能較全的數(shù)控機(jī)床,，它可以把銑削,、鏜削、鉆削和攻螺紋等加工集中在一臺設(shè)備上,，一次裝夾可以實(shí)現(xiàn)多工序集中加工,，減少多次裝夾帶來的誤差，利用加工中心“多工序集中”的優(yōu)勢,，結(jié)合加工方案1的經(jīng)驗(yàn)和方法改變加工思路,，將數(shù)控“柔性化”思想引用到實(shí)際生產(chǎn)中。本加工方案選用立式四軸加工中心,，制作臺階式心軸,，利用上道工序已加工完成的導(dǎo)向筒內(nèi)孔為定位基準(zhǔn),，采用“一夾一頂法”，并在左,、右支撐板下用千斤頂做輔助支撐,，增強(qiáng)剛性，保證進(jìn)行一次裝夾滿足回轉(zhuǎn)部分所有加工要素,，該加工方法裝夾次數(shù)少，更有利于保證各表面間的位置精度,，能夠極大地減少輔助時(shí)間的浪費(fèi),，從而大幅提高生產(chǎn)效率。
（1）工裝設(shè)計(jì),。結(jié)合零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制作臺階式心軸,，如圖3所示。該工裝包括夾緊部分,、定位部分,、配合部分、鎖緊部分及頂尖輔助部分,。該工裝在制作時(shí)需保證一次加工完成,，因?yàn)榱慵M焊、外形噴砂過后本身沒有基準(zhǔn),，工裝做好后,，將零件與工裝配合裝夾好，要在工裝上作為Y方向的基準(zhǔn)點(diǎn)來進(jìn)行對刀,。該工裝在車削過程中圓柱度,、同軸度需保證在0.02mm以內(nèi)，其尺寸精度與零件導(dǎo)向筒內(nèi)孔尺寸控制在間隙配合為最佳,，表面粗糙度值控制在Ra＝3.2μm以下,。
圖3 臺階式心軸示意
（2）工裝使用中的改良。在該加工方案實(shí)施后,，滿足了加工要素的要求,，尺寸精度和幾何公差得到了有效保證，但在批量加工中,，由于0°方向2-M2螺紋孔,、φ8+0.015 +0 mm孔和180°方向長51mm、寬12mm的環(huán)形槽為通孔,、通槽,，所以在加工時(shí)會切削到工裝表面，這樣極大地?fù)p壞了工裝的剛性,、使用壽命,，同時(shí)導(dǎo)致其表面粗糙度增大,，產(chǎn)生毛刺，在與導(dǎo)向筒配合時(shí)嚴(yán)重劃傷導(dǎo)向筒內(nèi)孔,，工裝在使用中報(bào)廢率增大,，需要一直重復(fù)制作工裝，極大地增加了工作量,。所以在加工完第一件零件后,，在工裝的定位部分銑削一個90°定位面，如圖4所示,，將此平面作為90°方向的基準(zhǔn),，在每次裝夾時(shí)用彎尺靠平該基準(zhǔn)面，工裝便可以避免零件在加工中出現(xiàn)圓周方向不同程度的切削損壞,，達(dá)到重復(fù)使用的效果,。
圖4 心軸改進(jìn)示意
綜合上述兩種加工方案的實(shí)施和對比，采用方案一時(shí)工步分散加工需要多次找正,、裝夾零件,，輔助時(shí)間多、生產(chǎn)周期較長,，50件產(chǎn)品需要6個工作日來完成,，且報(bào)廢率高達(dá)60%。采用方案二時(shí)使用心軸工裝進(jìn)行“一夾一頂”法加工,，一次裝夾滿足所有加工要素的要求,，裝夾次數(shù)少、能夠極大地減少輔助時(shí)間的浪費(fèi),，從而更有利于保證各表面間的位置精度,，50件產(chǎn)品需要3個工作日完成，生產(chǎn)效率提高50%,，產(chǎn)品合格率高達(dá)100%,。
本文針對異形管類組焊零件的特殊形狀和復(fù)雜結(jié)構(gòu)，在加工時(shí)裝夾和找正難度大,，無法滿足高精度,、高質(zhì)量設(shè)計(jì)要求的問題，通過設(shè)計(jì)心軸工裝,，有效地解決了實(shí)際加工中的生產(chǎn)瓶頸,，產(chǎn)品質(zhì)量有效提高，生產(chǎn)效率大幅提升,。同時(shí),，該心軸為類似產(chǎn)品的加工尋找了有效的加工思路，成為四軸加工中心“一夾一頂”法的重要工裝。