典型铸造件机械加工工艺方法研究

■航宇救生装备有限公司 （湖北襄阳 441003） 张业俊

典型铸造件机械加工工艺方法研究

■航宇救生装备有限公司 （湖北襄阳 441003） 张业俊

摘要：根据铸造零件实际情况，在铸造件上适当增加工艺凸台，方便机械加工时的装夹。分析某典型铸造零件的外形及尺寸特点，通过增加辅助压紧工艺凸台的方法，最后确定毛坯状态，使零件加工变繁为简，提高了加工效率，保证了产品质量。

铸造作为常用的制造方法，具有制造成本低、工艺灵活性大、可以获得复杂和大型零件的优点，在机械制造中占有很大的比重。现代制造技术的发展，使得铸造的精度、质量都有较大的提高，铸件的质量越来越容易得到保证。但是，铸造件在后续加工中往往因为定位基准、装夹方法等因素的影响，造成不合格品的产生。因为机械加工原因造成的产品报废，不仅提高了生产成本，造成了不必要的浪费，还延误了生产节点，使生产任务不能如期完成。笔者试图通过一个比较典型的铸造件来寻求一种比较科学可靠的机械加工工艺方法。

1. 零件技术要求

我公司某零件形状如图1所示，有多个零件装配在其中，故其加工精度对整个系统能否正常工作起着至关重要的作用。该零件形状复杂，尺寸繁多，要想高效地加工出合格的零件，就必须深入理解图样尺寸关系，选择出方便装夹、加工的基准。

该零件毛坯材料ZM5A-T4，铸造精度按H B 6103―1986 CT10。为了保证装配的安装精度，要求图1中A、B、C、D四个孔的相对位置十分严格。孔距之间的尺寸精度±0.05mm，孔径尺寸精度为H8级，几何形状公差要求平面度为0.05mm，表面粗糙度值Ra=1.6mm，角度公差±10′。

从装配要求及使用方面考虑，该零件的加工重点在于四处孔的加工。为了减少加工面，缩短加工时间，铸件选择精密铸造，将欲加工部位减到最少，零件的主要加工部位集中在图1的A、B、C、D四个部位，另外有一些在装配安装零件时要用到的面、孔也留余量加工。下面就基准的选择、工艺过程的安排进行详细的阐述。

图1

2. 精基准的选择

所谓精基准，是指在最初几道工序中就加工出来，为后面的工序做好定位、装夹的准备，在后续的加工中，以它为基准对别的部位进行加工。

该零件形状复杂，没有规则的面供我们选取，相比较而言，A、B两孔比C、D两孔更适合用精基准，主要是考虑到以下两个方面。

（1）A、B两孔是装配孔（设计基准），这样能使工艺与设计基准重合，符合“基准重合”原则，可以减少尺寸换算，避免因基准不重合而引起的误差。

（2）A、B两孔相对坐标系关系简单，而C、D两孔是空间孔，不易定位、装夹。

3. 粗基准的选择与加工

粗基准是用来加工精基准时所用的定位面，它应能保证在以后的加工中各加工面的加工余量均匀，以及在后续加工中定位、夹紧牢固可靠等要求。

该零件形状复杂，供加工中装夹压紧的部位几乎没有，另外C、D两孔较长，加工过程中如果没有可靠的刚性支撑，会发生振刀，影响孔的加工精度，所以在确定零件毛坯状态时必须考虑周全，为以后加工做好准备，达到事半功倍的效果。

图2所示是最后确定的毛坯状态，主要做了以下两处改动。

（1）增加了两处带凸台的E、F面，这样在加工中能够方便压紧零件。

（2）增加了四处圆柱凸台F，一是起到扩大定位面的作用，二是辅助压紧时起到支撑的作用。

实际加工中，第一步按一定的尺寸把E、F面加工出来，将其作为粗基准，为后续加工做好基准。

4. 精基准的加工

完成了粗基准的加工后，第二步是对精基准的加工。加工中以第一步加工的面定位，辅以图3所示的零件中心线和A、B两孔中心平分线，对A、B、C、D四孔进行粗加工。

这一步加工极为重要，稍有不慎零件的加工将以失败而告终。为了验证所找的基准线是否准确，加工中应注意观察零件的余量分配是否合理。在毛坯试加工时，如果发现不合适时，可以通过调整尺寸对零件进行拯救性加工。

后续加工按以下步骤进行：

（1）图3中的A、B、C、D四孔粗加工完成后，零件翻面，以A、B两孔定位将图2中凸台E面上的两孔精加工。

（2）以图2中凸台E面上精加工的两孔定位，对零件所有的加工部位进行精加工。

（3）最后零件翻面将图2中的E、F共6处凸台去除。

图2

图3

5. 结语

该零件的加工工艺重点是对铸件毛坯基准的选择和增加辅助压紧工艺凸台。基于正确的基准和合理地增加工艺凸台，使零件的加工变繁为简，缩短了加工时间。实践证明，这种方法是高效、可靠的。

由此可以看出，对于铸造件，无论其复杂程度如何，基准的选择非常重要，合理的基准往往能起到事半功倍的效果。在进行铸造图样设计时，除了基准外，还必须要考虑到后续机械加工时的装夹是否便利、可靠。比如文中所提的铸件，增加了四个工艺圆形凸台就是出于对后续加工时装夹的考虑。

事实上，对于铸造件的加工是一个比较复杂的问题，本文只是通过一个比较典型的零件来摸索一些加工方面的经验，仅仅是管中窥豹而已。

收稿日期：（20141024）