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摘要：混凝土输送设备中S阀焊件由于结构特殊，且部件上轴头与直管同轴度要求较高，采用普通镗床难以保证，介绍一种采用双面镗专机加工此类零件的工艺方法。
关键词：双面镗；S阀；加工方法；
在混凝土输送设备料斗系统中，S阀是最重要的部件之一。S阀通过换向机构的带动，实现在两个混凝土输送缸之间无缝切换，从而满足了混凝土的连续泵送的要求。如图1所示，S阀焊件主要由小端直管、S管、底板、吊装筋板、支撑板、花键轴、大端环套组合而成，形状呈S状且管体为变径结构，因此必须设计专用的加工设备及工装来保证产品的尺寸精度及形位公差。
1 产品加工难点分析
（1）S阀焊件产品结构独特，形状复杂，由于管体呈S型，且管径为变径设计，因此加工时定位、装夹、校正都比较繁琐。另外，如图1所示，小端直管与花键轴有φ0.2mm的同轴度公差要求，大端环套与花键轴有φ0.12mm的平行度要求。加工时若不采用专用设备及工装，加工精度及产品尺寸稳定性均难以保证。
（2）耐磨层硬度较高，熔深过深时容易损坏刀具。为保证S阀的整体耐磨性，管件内壁均采用高铬铸铁合金焊丝进行堆焊处理，堆焊层硬度达到HRC60～63。由于小端直管加工后钢管母材的厚度仅5mm，若加工前中心找正存在偏差，镗加工时出现单边现象，刀具切割到堆焊层上，造成刀具损伤。
2 加工方法及加工设备的确定
为了保证产品的加工精度，提高效率和降低成本，我们决定采用先焊接花键轴，再以花键轴为定位基准，一次装夹，双面镗削加工的方法。根据此加工方法，设计制作了S阀加工专用双头镗设备，如图2所示，加工专机由液压站、1号机座、1号主轴、工作台、2号主轴、2号机座组成，设备制作时，对主轴精度、设备加工精度、机床负载、导轨间隙等进行了专业的设计调试，确保能够满足S阀产品尺寸精度要求。
3 夹具的设计及应用
该夹具结构如图3所示，主要由横向调整螺栓、压板、紧固螺钉、水平调整螺栓、定位销、定位板、压板、夹具底板和压板等零件组成。该夹具具有结构简单、定位准确、装夹稳固及拆装方便的特点。夹具在使用时，用T型螺栓通过工作台的T型槽及夹具底板上四处腰型孔将夹具初步固定在双面镗工作台上，略微拧紧螺母（但不要拧死）。固定好夹具后，在机床1号主轴上安装磁力百分表，沿夹具底座X向移动，查看百分表跳动情况，要求夹具X向全尺寸跳动在0.02mm，这样才能保证夹具与机床主轴处于垂直位置了。（1号主轴与2号主轴在设备制作时已调整好平行度，因此仅检测一侧即可）。校正完夹具后，用加力杆将T型螺栓拧死，确保产品加工时夹具装夹稳定。按照图示位置在夹具上安装工件，由于大端环套、小端直管的形位公差基准均为花键轴，因此首先需调整好花键轴与机床主轴的位置。使用百分表分别测量花键轴前端及后端的径向跳动（跳动均应小于0.05mm），根据校正情况，使用夹具上横向调整螺栓和水平调整螺栓对工件位置进行微调，直到达到外圆跳动精度在允许范围内为止。校正好后，采用压板将工件固定在夹具上即可开始加工小端直管及大端环套。
4 加工工艺路线
根据上述产品加工难点、加工方法和设备制定，夹具的制作情况，我们制定出以下工艺流程：
（1）划线：采用专用焊接工装将S阀管体、大端环套、小端直管、支撑板、底板、吊装筋板等零件拼焊成毛坯。在划线平台上将毛坯找正，以小端直管定位划出支撑板上花键轴中心、小端直管端面垂直线及水平线。
（2）镗轴头孔：采用TX619镗床加工，用S阀毛坯专用吊具（同时吊挂小端直管和环套端）吊装S阀焊件毛坯，将S阀毛坯平放工作台上，用2块垫铁和一个千斤顶支撑好，用划针在工作台上校平S阀毛坯，通过千斤顶找水平线，用镗床尾座指针校正小端直管左右垂直线，校正S管误差不超过0.05mm。用压板压紧工件，安装好支撑工装，用钻花钻轴头孔并用75°右镗刀粗精镗各支撑板内孔。
（3）轴头焊接：用行车将装好轴头的S管吊至焊接变位机上，大头朝上，完成装夹，如图4所示。在轴头与支撑板交接处环抹防溅油，用烤炬将轴头预热200-250℃，对軸头各部位施焊（图示1-5道焊缝），要求焊接牢固。
（4）镗小端直管及大端环套：采用双头镗设备及专用工装，按照夹具使用方法对S阀焊件进行装夹校正，镗大端环套及小端直管至图纸尺寸要求。
5 结论
S阀做为广泛应用于混凝土输送设备的重要零部件，具有复杂的结构和较高的加工精度要求。本文介绍了一种采用双面镗专机设备加工S阀的工艺方法，采用上述方法加工，一次装夹无需调头加工，提高了生产效率，并可确保S阀各尺寸精度的加工质量。
作者简介：袁景科（1985-），男，湖南省沅陵县人，湖南三一中阳机械有限公司，本科，工艺工程师，主要从事S阀生产加工工艺。
关键词：双面镗；S阀；加工方法；
在混凝土输送设备料斗系统中，S阀是最重要的部件之一。S阀通过换向机构的带动，实现在两个混凝土输送缸之间无缝切换，从而满足了混凝土的连续泵送的要求。如图1所示，S阀焊件主要由小端直管、S管、底板、吊装筋板、支撑板、花键轴、大端环套组合而成，形状呈S状且管体为变径结构，因此必须设计专用的加工设备及工装来保证产品的尺寸精度及形位公差。
1 产品加工难点分析
（1）S阀焊件产品结构独特，形状复杂，由于管体呈S型，且管径为变径设计，因此加工时定位、装夹、校正都比较繁琐。另外，如图1所示，小端直管与花键轴有φ0.2mm的同轴度公差要求，大端环套与花键轴有φ0.12mm的平行度要求。加工时若不采用专用设备及工装，加工精度及产品尺寸稳定性均难以保证。
（2）耐磨层硬度较高，熔深过深时容易损坏刀具。为保证S阀的整体耐磨性，管件内壁均采用高铬铸铁合金焊丝进行堆焊处理，堆焊层硬度达到HRC60～63。由于小端直管加工后钢管母材的厚度仅5mm，若加工前中心找正存在偏差，镗加工时出现单边现象，刀具切割到堆焊层上，造成刀具损伤。
2 加工方法及加工设备的确定
为了保证产品的加工精度，提高效率和降低成本，我们决定采用先焊接花键轴，再以花键轴为定位基准，一次装夹，双面镗削加工的方法。根据此加工方法，设计制作了S阀加工专用双头镗设备，如图2所示，加工专机由液压站、1号机座、1号主轴、工作台、2号主轴、2号机座组成，设备制作时，对主轴精度、设备加工精度、机床负载、导轨间隙等进行了专业的设计调试，确保能够满足S阀产品尺寸精度要求。
3 夹具的设计及应用
该夹具结构如图3所示，主要由横向调整螺栓、压板、紧固螺钉、水平调整螺栓、定位销、定位板、压板、夹具底板和压板等零件组成。该夹具具有结构简单、定位准确、装夹稳固及拆装方便的特点。夹具在使用时，用T型螺栓通过工作台的T型槽及夹具底板上四处腰型孔将夹具初步固定在双面镗工作台上，略微拧紧螺母（但不要拧死）。固定好夹具后，在机床1号主轴上安装磁力百分表，沿夹具底座X向移动，查看百分表跳动情况，要求夹具X向全尺寸跳动在0.02mm，这样才能保证夹具与机床主轴处于垂直位置了。（1号主轴与2号主轴在设备制作时已调整好平行度，因此仅检测一侧即可）。校正完夹具后，用加力杆将T型螺栓拧死，确保产品加工时夹具装夹稳定。按照图示位置在夹具上安装工件，由于大端环套、小端直管的形位公差基准均为花键轴，因此首先需调整好花键轴与机床主轴的位置。使用百分表分别测量花键轴前端及后端的径向跳动（跳动均应小于0.05mm），根据校正情况，使用夹具上横向调整螺栓和水平调整螺栓对工件位置进行微调，直到达到外圆跳动精度在允许范围内为止。校正好后，采用压板将工件固定在夹具上即可开始加工小端直管及大端环套。
4 加工工艺路线
根据上述产品加工难点、加工方法和设备制定，夹具的制作情况，我们制定出以下工艺流程：
（1）划线：采用专用焊接工装将S阀管体、大端环套、小端直管、支撑板、底板、吊装筋板等零件拼焊成毛坯。在划线平台上将毛坯找正，以小端直管定位划出支撑板上花键轴中心、小端直管端面垂直线及水平线。
（2）镗轴头孔：采用TX619镗床加工，用S阀毛坯专用吊具（同时吊挂小端直管和环套端）吊装S阀焊件毛坯，将S阀毛坯平放工作台上，用2块垫铁和一个千斤顶支撑好，用划针在工作台上校平S阀毛坯，通过千斤顶找水平线，用镗床尾座指针校正小端直管左右垂直线，校正S管误差不超过0.05mm。用压板压紧工件，安装好支撑工装，用钻花钻轴头孔并用75°右镗刀粗精镗各支撑板内孔。
（3）轴头焊接：用行车将装好轴头的S管吊至焊接变位机上，大头朝上，完成装夹，如图4所示。在轴头与支撑板交接处环抹防溅油，用烤炬将轴头预热200-250℃，对軸头各部位施焊（图示1-5道焊缝），要求焊接牢固。
（4）镗小端直管及大端环套：采用双头镗设备及专用工装，按照夹具使用方法对S阀焊件进行装夹校正，镗大端环套及小端直管至图纸尺寸要求。
5 结论
S阀做为广泛应用于混凝土输送设备的重要零部件，具有复杂的结构和较高的加工精度要求。本文介绍了一种采用双面镗专机设备加工S阀的工艺方法，采用上述方法加工，一次装夹无需调头加工，提高了生产效率，并可确保S阀各尺寸精度的加工质量。
作者简介：袁景科（1985-），男，湖南省沅陵县人，湖南三一中阳机械有限公司，本科，工艺工程师，主要从事S阀生产加工工艺。