截割头体加工工艺研究及应用

吴冬　舒煌威　刘培林　董婷

摘 要：本文对截割头体空间角度孔的加工工艺进行分析，在满足设计的要求下，选用合理的工艺过程，完成零件的加工制造。

关键词：截割头体；加工工艺；空间角度孔

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.024

0 引言

截割头体作为掘进机上的关键零件，质量要求高，加工工艺复杂，制造难度大，其性能直接影响零件的使用寿命，文章对加工过程中的难点进行分析，制定合理的加工工艺过程，保证产品的质量要求。

1 图纸要求及分析

从上图1中可以看出截割头体为锥形体，所有表面需要加工，图示简图上截割头体最主要的加工难度是空间角度孔（其中15个为注水孔）及其相应的平面，最后每个空间孔处焊上截齿座，内腔的水穿过空间角度孔从截齿座喷出，实现其功能。加工难点有：

（a）整个零件由多个单零件焊接装配构成；

（b）复杂的空间角度孔，部分数据如表1；

（c）加工和装夹不容易实现。

一般的加工设备不能满足空间角度孔的加工要求，需要用到五轴联动机床，但是设备成本较高，通常企业不具备，想要解决空间角度孔的加工，选择现有三轴联动卧室镗铣床加工中心（TOS），并且设计相应的工装来实现孔系的加工。

2 加工工艺

此零件主要工艺路线如下：毛坯铸造，调质，车加工1，焊接1，孔系加工，焊接2，车加工2（图2）。

（1）毛坯铸造。

（2）调质处理，关键铸钢件需进行热处理。

（3）车加工1，选用立式或者卧式车床，用夹具在小端面使得零件固定，先加工大端面内孔及外表面，然后调转加工小端外表面和工艺中心孔，及Z向尺寸也可以在此工序划出对应基准，用于后续加工工序工艺参考。

（4）焊接1，在截割头内部焊接内花键套（组焊件）。

（5）孔系加工，除了普通孔系的加工，此处还涉及到空间角度孔的加工，有圆周角θ，倾角β，需要选用三轴联动卧室镗铣床加工中心，通过工作台的转动，并且配合工装的设计，分别实现倾角β角度，圆周角θ之间的匹配关系。

（6）焊接2，导料料板、截齿座按照加工的孔系逐个焊接上去。

（7）车加工2，由于多次的焊接，零件会存在一定的变形，此车加工工序作为最后的精车工序，消除焊接带来的应力变形。

3 总结

针对该零件选用上述工艺加工，结合现有机床设备，设计相应加工工装，合理安排制造资源，满足产品质量要求的同时，也节约了生产成本，为后续相似产品的系列化生产提供了相关经验。

参考文献：

[1]王先逵.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]何雪明.数控技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2006.

作者简介 ：吴冬（1986-），男，硕士，工程师。endprint