黄建平

（惠州市技师学院，广东惠州516003）

斜三通加工工艺及夹具设计

黄建平

（惠州市技师学院，广东惠州516003）

通过对斜三通的加工工序及其在加工过程中常见难题进行分析与研究，针对外形结构较为复杂，装夹难，精度难保证等问题，设计出一套配合斜三通模具使用的车床加工专用夹具，有效地解决了以上难题，并能提高加工效率且确保零件加工质量，且有一定的通用性，可供批量生产时使用。

斜三通；装夹；夹具

机床夹具的设计和使用对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。斜三通不锈钢零件在管道有分支的地方，因其使用方便简单，在管道联接等领域应用十分广泛。本文以DN25PN40型号不锈钢斜三通为例，介绍该零件的机械加工和工装，并设计一套适合DN25PN40型号不锈钢斜三通零件的加工专用夹具，有效地解决了加工过程中装夹难等问题，达到提高加工效率且确保零件加工的质量。

1 DN25PN40型号不锈钢斜三通零件分析

DN25PN40型号不锈钢斜三通零件图如图1所示，三维立体效果图如图2所示，材质为SS316L，即不锈钢，零件是铸件，铸件毛坯外协加工。主要车床加工部分为内孔准42、准36、准20、螺纹孔M45×1.5-6H，加工范围比较大，并且尺寸公差精度和内表面粗糙度及同轴度要求比较高，毛坯的外形结构特别,加工DN25PN40型号不锈钢斜三通的三个方向的外圆和内孔时，用三爪卡盘等装夹方法无法进行。

图1 DN25PN40型号不锈钢斜三通（零件图）

图2 DN25PN40型号不锈钢斜三通零件效果图

2 零件加工方案的拟定

鉴于以上DN25PN40型号不锈钢斜三通形状结构分析的情况，拟定DN25PN40型号不锈钢斜三通加工方案，主要的加工过程包含如下（具体见表1）。

表1 斜三通机械加工工艺过程表

（1）斜三通的铸造件是外协件。铸造件的表面处理，去除浇口及毛刺，然后进行热处理。处理完后要对铸件进行质检，主要检查铸件是否存在铸造缺陷和毛坯尺寸是否符合要求。

（2）在数控车床上对主要加工表面进行加工：用车床专用夹具定位，先精车支管内孔准42、准36、准20端面至要求，然后精车内孔准42、准36、准20，再精车螺纹孔M45×1.5-6H（深度为10 mm），最后对加工好的各孔进行测量检查。

（3）因加工预留余量不多，工序3是直接精车到零件尺寸要求。

2.1 加工刀具选择

按照坯料为316L不锈钢，其切削加工时特点是切削力大、加工硬化严重、导热系数低、易生成积屑瘤、切屑不易弯曲折断。因此，在进行刀具选择时，宜采用粉末冶金高速钢、含钴高速钢、含铝超硬高速钢，但切削速度很难提高，效率较低，刀具耐用度低，只能用于不适合使用机夹刀具的场合。用硬质合金刀具切削，根据本零件的加工表面形状特点、精度要求及经济要素考虑，宜选用硬质合金刀YG532.

2.2 切削用量选择

选择好刀具后，为了加工质量，选择低的切削用量。切削速度不宜过高，精加工一般在Vc=90～100m/min.为了减小刀具磨损，背吃刀量不宜选得过小，一般在ap=0.2～0.5 mm.进给量不宜选得过大，一般在f=0.05～0.15 mm/r.

3 夹具设计

因DN25PN40型号不锈钢斜三通的外形结构较为复杂，采用三爪卡盘或四爪卡盘均无法正常装夹，需要配套使用斜三通模具，进行依次装夹、校正、加工，效率非常低，且加工精度难保证。为此，设计出一套数控车床专用夹具[1]，配套以上斜三通模具使用，既能使工件进行简单、快捷、准确的装夹定位，又能提高工效和加工精度，且有一定的通用性，可供批量生产时使用。

3.1 夹具的结构与原理

设计的专用夹具的结构如图3所示，夹具主要由定位套1、拉杆2、筒式底座3、定位座4、夹套5、斜三通模具6等零件组成。

图3 夹具零件结构图

当油缸带动拉杆，拉动夹套向后滑动时，夹套收缩，工件夹紧（夹套内圆夹工件外圆，并与工件外径在放松状态保持3 mm以上间隙，即放松状态间隙，有利于工件装夹），夹套向后移动逐渐夹紧工件的同时，带动工件向后移动，工件定位面与定位座紧贴。当机床油缸推动拉杆，从而推动夹套向前滑动，这时夹套放松，工件可取出。定位座位置固定，拉杆拉动夹套，夹套抱紧工件外圆，在夹套后移时，带动工件定位面紧贴定位座，定位可靠，消除装夹工件时人为因素造成零件偏斜，或与定位面存在细微间隙，从而影响车加工的质量稳定性的因素。夹具夹紧和放松，是拉杆带动夹套做活塞运动实现的，行程在5mm范围内，行程长，保证在空拉时，不会无限后拉，从而使夹套碎裂。同时该夹具夹紧放松节拍较快，有利于批量生产，可有效节约生产成本。夹具的装夹效果如图4所示。

图4 零件装夹图（零件已经标注）

3.2 各组成件在专用夹具中的功能作用

（1）定位元件分析

夹具定位座与夹套及拉杆间有定位套，保证三者同轴度，使装夹工件时，工件外圆与定位座同心，定位精确，在工件定位外圆偏小的情况下，也能够使工件可靠地靠紧夹具定位座，当车内孔时，可有效保证工件内孔与外圆的同轴度。而且定位套与夹套紧配，使工件和夹套同心度位置公差精确[2]。

（2）夹紧元件分析

夹套整圈(即夹套内圈整体)均匀抱紧零件，夹持面积大，工件受力均匀，不会产生夹持不到的地方变形多，产生三角状的变形，或受力不均，产生椭圆的变形。而且夹套后移有限位，最大距离固定，抱紧力可控，可有效减小工件变形。

4 结束语

通过实践利用该夹具解决了斜三通的装夹问题，而且提高了表面加工质量，加工精度达到了图纸要求，生产效率取得了很好的提高，很好的完成了加工任务。该加工方法在生产时节省了很多时间，提高了生产效率。利用该装夹的设计理念还可以将其应用到更多的类似零件的加工。

[1]郭玉，王华侨，李新洲.CTX400车削中心数控加工与编程应用[J].CAD/CAM与制造业信息化，2004（8）：21-23.

[2]徐灏.新编机械设计师手册[M].北京：机械工业出版社版，2006.

Oblique Tee Processing Technology and Fixture Design

HUANG Jian-ping
（Huizhou Technician Institute，Huizhou Guangdong 516003，China）

This article mainly through to the machining process of inclined tee and analyzes common problems in the process of processing and research，for shape structure is relatively complex，clamping，precision assurance，design a set of matching oblique tee mold using special fixture lathe processing，can effectively solve the above problem and improve the machining efficiency and ensure the quality of the parts processing，and has a certain universality，available formass production

oblique tee；the clamping；jig

TH162

A

1672-545X（2017）04-0037-02

2017-01-23

黄建平（1982-），男广东梅州人，本科，讲师，高级技师，高级考评员，一直从事机械类教学和工艺改进工作，辅导企业技术人员进行技术革新。