二、机加工细长阀芯多角度斜向交叉孔特色操作法

（一）提出问题

阀芯类零件针对油路或气流通道转换的需要，柱体径向加工斜孔很普遍。在圆柱体径向加工垂直交叉孔，可以在铣床上用分度头分度加工，如果在细长阀芯圆柱体上加工多角度斜向交叉孔（斜向孔轴线与阀芯轴线夹角≠90°），就会遇到很多难题：

1）阀芯零件多为细长轴，加工斜孔时径向切削力较大，由于零件刚度较差，所以加工时会产生切削颤振，细长柱体会发生弯曲变形。

2）多组复合角孔位即使在多轴车铣复合数控机床上加工，也要制作支撑辅具解决细长柱体弯曲变形和加工颤振问题。

3）斜孔轴线与阀芯的轴线焦点均是空间尺寸，常用的双顶尖定位，轴向误差较大，空间焦点测量困难。

如图2-6所示，在细长轴柱体上加工多角度斜向交叉孔时，由于细轴径向抗力差，加工时受到切削力的作用，零件（材料QAL 10-4-4R）会产生弯曲变形和切削颤振，从而影响零件的加工质量。我们摒弃传统思维方式，创新设计制作了一套复合夹具，如图2-7所示。通过将加固套（材料调质钢40Cr）与细长轴柱体紧固成一个整体，间接整体增大轴体直径，减小加工体的长度与直径比值（长径比），提高轴类零件的径向抵抗力。同时加固套的周圈留有让位窗口，不影响各斜向交叉孔的加工。压紧机构采用锥面滑移轴向压紧，将螺旋推紧的径向力转化为加固套的轴向移动拉紧，施压在阀芯台阶内端面上。该操作方法实现了快速定位、压紧功能，解决了细长轴柱体上加工多角度斜向交叉孔时引起的弯曲、颤振问题。

创新设计制作加固套楔紧式复合夹具，采用锥面滑移轴向压紧方式，制作多功能加固套筒，通过引导孔间隙配合罩住阀芯柱体，加固套上铣削有多组让位窗口和定向销孔，使得刀具可以通过窗口加工零件上的多组复合角度交叉孔，加固套上分布多组等距螺纹孔，适度紧固零件，防止加工时零件弯曲、颤振，用定位心轴和定向销保证零件定位稳定，旋紧两处楔紧螺钉，将螺旋推紧的径向力转化为轴向拉紧力，施压在阀芯台阶内端面上，实现压紧功能。使用五轴加工中心高速切削，一次加工完成全部交叉斜孔，机床宝石探头自检轴线空间焦点，避免多次定位装夹造成的各加工要素相对位置累积误差。

（二）解决方案

该操作法的目的是采用工序集中工艺原则，创新设计定位、夹持工装（见图2-8），满足细长阀芯圆柱体上加工多角度斜向交叉孔的要求。

如图2-9所示，以阀芯心轴（材料调质钢40Cr）右部外圆及内端面定位，圆柱销定转向。阀芯外加固套罩住阀芯零件，并与阀芯心轴右部外圆柱配合。加固套定位销定向在长槽内，以确定各让位窗口方向正确。均匀旋紧两处楔紧螺钉，将螺旋推紧的径向力转化为阀芯外加固套轴向移动的拉紧力。用等距分布的两对辅助紧固螺钉适度旋紧，使阀芯零件与阀芯外加固套固定成一个整体，减小轴类零件的长径比值，提高零件径向抗弯曲能力和抗加工振动能力。

工艺编制时阀芯精密外圆预留磨量，右部外圆按等直径 加工。如图2-9所示定位、装夹工件。

1）将阀芯零件左部 工艺孔与阀芯心轴右部 ϕ 10mm外圆及内端面定位，用阀芯定向销与阀芯零件定向，确定五轴加工中心转台转角零位。

2）阀芯外加固套配合罩住阀芯零件，阀芯零件右部 ϕ 10mm外圆穿入阀芯外加固套右部引导孔，阀芯外加固套左部 ϕ 35mm孔与阀芯心轴右部 ϕ 35mm外圆配合。加固套定位销穿过阀芯外加固套的 ϕ 8mm定向孔插入阀芯心轴的定向长槽内，以确定各让位窗口方向正确，同时阀芯外加固套受轴向拉紧力移动时，加固套定位销在长槽内移动不干涉。

3）均匀旋紧两处M8×25mm楔紧螺钉，螺钉前端的60°锥面沿着阀芯心轴的两处60°夹角 ϕ 10mm斜孔母线弧面滑移运动，将螺旋推紧的径向力转化为阀芯外加固套轴向移动的拉紧力。

4）等距分布的两对M8×20mm辅助紧固螺钉适度旋紧，使阀芯零件与阀芯外加固套紧固定成一个整体，减小轴类零件的长径比值，提高零件径向抗弯曲能力和抗加工振动能力。阀芯外加固套加工有5处让位窗口和1处 ϕ 10mm让位圆孔，巧妙地露出了阀芯零件要加工的5处 ϕ 8mm交叉孔位置、1处台阶键槽位置和4处扁圆位置。

使用五轴加工中心高速切削，一次加工完成全部交叉斜孔，机床宝石探头自检轴线空间焦点，避免多次定位装夹造成的各加工要素相对位置累积误差。

该操作法的装夹方式并不仅限于上述实施方式，在本领域具备相关基础知识的技术、技能人员，还可以延伸拓展到其他形状的零件加工。 9DetcKgFvsnhbigI6od+ZPQSF0iLVGnhjECVKShPu+FUSgGiYGk35qRnQTrQ3YOK