ZFW20-252封闭式组合电器高压开关三工位隔离\接地开关模块动触头加工工艺的研究

摘要：分析ZFW20―252小型化产品中动触头原加工工艺造成尺寸超差的原因，确定动触头最终加工工艺方案，选用动触头加工的刀具和夹具，解决了动触头尺寸超差的难题。

关键词：动触头；加工工艺；尺寸公差

一、前言

ZFW20―252小型化产品是新东北电气（沈阳）高压开关有限公司在日本AE-POWER公司原有的技术基础上研发的在国内市场上具有竞争力的新产品，原日本AE-POWER产品间隔三相间距750mm,主体间隔长5000mm；该进后的产品间隔三相间距750mm, 主体间隔长5000mm，且壳体、导体均为铝制结构，使间隔重量变轻，大幅度提高了的防腐性能。此项产品的研制成功将添补国内目前在小型化电气开关设备上的空白。该产品具有体积和占地面积小、安装简单方便等优点。完善动触头的加工制造工艺，确定最优的工艺方案对消化日本AE-POWER公司的国际最新技术，加快国产化进程有着深远的意义。

在样机试制初期，该触头机加后经检测，发现以下三方面尺寸存在超差问题（如图1）：

① 外圆柱面存在轴向锥度，即工件圆柱部分的纵向截面内的两条素线不平行；

② 尺寸25±0.1，13±0.1和15的平面为梯形面，不符合图纸要求；

③ 尺寸25±0.1、13±0.1超差，且齿条槽沿轴向深度不一致。

为找出原因，保证产品合格，我们对该件的制造过程进行了系统地跟踪并对尺寸数据的检测结果作了详细记录，发现工件装夹精度的偏差是造成超差的主要原因。 针对此问题，我们对轴类件的车削、铣削工艺进行了深入地理论研究。结合该件特有的尺寸精度和型位公差，我们拟定了多种工艺方案，并在工艺实验中实际摸索、小心求证，终于研究出一套科学、合理的最优工艺方案，编制了详细地工艺卡片。

二、攻关内容

（一） 原工艺方案的分析

1、车削工艺分析

该件为毛坯全长860mm，直径Φ65mm，重量7.7Kg的细长铜棒。

属粗重长件，原车削工艺是在普车上采用三爪卡盘装夹一端外圆，直接车成。这种定位方式使工件悬出卡盘夹压点的距离过长，给车削前的中心找正带来不便；且降低了工件的车削刚性。车削中由于受切削力和回转力的影响，工件产生较大的振动，使工件回转中心与车床主轴轴线不同轴，距卡盘端越远，中心偏差越大，结果造成了外圆柱面的轴向锥度。

2、铣削工艺分析

原加工方案是在立式铣床上用分度头三爪卡盘装夹一端外圆，铣削成型。此定位方式同样面对车削中难以回避的刚性差的问题，本工序中要完成两个平面及两个直角沟槽的铣削(如图1)，工件要同时承受轴向和径向的双重切削力，难免会产生较大的振动，造成图纸尺寸25±0.1、13±0.1的超差，使齿条槽沿轴向深度不一致。

（二） 新工艺方案的确定

1、车削工艺的确定

在工艺卡片上将未注公差的尺寸Φ60mm规定为Φ60 mm，从理论上以较严的极限偏差控制轴向锥度；采用三爪卡盘装夹一端、后顶尖顶另一端的装夹方式。鉴于图纸要求“不保留两侧中心孔”，在工件前端车成Φ10X10的阶台，钻A2.5/7.2 中心孔，上定尖（如图2），待车、铣工序完成后，再将Φ10X10的阶台车去。

此装夹精度在0.1mm以内, 定位精度高、装夹准确、车削钢性强、避免了轴向锥度和梯形 面的产生。

2、铣削工艺的确定

装夹方法：采用分度头一端垫开口黄铜套装夹Φ60 mm外圆，另一端用顶针座顶A2.5/7中心孔，再以千斤顶支撑零件。如（图2）

此定位与车削工序基准一致，遵循了“基准统一”的原则，装夹精度高、刚性好、定位准确，工件在铣削过程中的振动小，避免了尺寸25±0.1、13±0.1的超差，及齿条槽沿轴向深度的不一致的问题。

铣削工艺改进后，相应在加工中应注意如下问题：

①在加工26X260和20 X260封闭式直角沟槽时，因立铣刀的端面中心无刀刃，所以要在工件上划线打样冲眼，再预钻落刀孔。

② 该动触头直角沟槽槽宽尺寸精度要求较高，三面刃铣刀分两次或三次铣削才能达到要求。

3、钻孔工艺的确定

该件2-Φ11孔位于圆柱面非中心线上（如图1），用麻花钻钻孔会在加工面上产生“让刀”的现象。须选用键槽铣刀，这种刀端面刀刃通过中心，因此可以轴向进给；具有双刀齿，在刀齿切入或切出工件的瞬时，径向力可得到平衡，不易向一侧偏让，这样就可以保证2-Φ11孔的位置度。

至此，动触头的加工工艺方案已基本确定。

（三） 试制结果

采用改进的工艺方案后，我们对ZFW20―252（4）8KBc.551.249 动触头的六件试制件进行加工，经检验完全符合图纸要求，成品率达到100%。

在ZFW20―252第（2）部分中，有一动触头8KBc.551.246在其B-B剖视图的尺寸与249动触头一致，只是在长度上有所变化。

三、结论

此外，本次攻关的成功也坚定了我们消化日本AE―POWER公司技术，实现ZFW20―252（L）/T3150-50六氟化硫封闭式组合电器国产化的信心，我们决心设计出一系列适应公司生产能力的切实可行的工艺方案，全力以赴完成小型化小批试制生产；并力争小批试制结束时，使产品在工艺条件上，满足产品批量生产要求并具备创精品的能力。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。