陆斌
浙江轻机离心机制造有限公司 杭州市 311401
摘要：本文提出了活塞排渣碟式分离机排渣槽加工难点分析、解决办法及操作注意事项。
关键词：转鼓；排渣槽；不平衡量；光洁度；线切割
我公司是国内专业生产分离机械的骨干企业，主要生产碟式分离机。由于现代工业需求，分离机械趋向于大容量、高转速发展，动平衡精度也需要相应提高，因此对碟式分离机的关键零件——转鼓的加工精度提出更严格的要求。
我们通过对线切割机床的改造，实现转鼓排渣槽由铣、插等传统加工改为线切割加工，从而提高转鼓的加工精度和生产效率。
1.传统加工难点分析
图1所示为转鼓零件结构简图。
.png)
图 1
转鼓的加工难度在于具有较大偏转角度的15-56×14排渣槽的加工。在零件试制阶段，15-56×14排渣槽的加工由铣、插、锉三道工序完成：首先安排在卧式镗床上，将转鼓装夹在回转盘上，先用加长钻头作排孔，再用加长铣刀铣56×14长槽；然后转到插床上用成型刀加工4-R2.5圆弧；最后由钳工手工修锉A处和B处平面。然而在实际生产中，采用上述工序加工完成的零件并不能达到设计要求，经分析主要存在以下问题：
（1）由于15-56×14排渣槽的特殊结构，加工时铣刀必须采用特制的加长细刀杆，刀杆刚性差，铣削时不仅进刀量较小，加工周期长，而且加工过程中出现严重的让刀现象，如果不进行人为的修锉，不仅光洁度达不到要求，而且影响排渣衬套的安装。
（2）用成型刀插削4-R2.5圆弧时，接刀存在偏差，不仅圆角过渡不够光滑，还造成每个圆弧切削量不相等，增加了转鼓的不平衡量。
（3）由于的A处和 B处平面是由钳工用锉刀加工，因此很难保证各个排渣槽的锉削量等同，也增加了转鼓的不平衡量。
2.现有线切割机床结构
在现有技术中，线切割机床的基本结构如图2所示。其主要工作原理是：储丝筒2、上丝架4、下丝架8固定在床身1上，工件用夹具固定在座标工作台9上，储丝筒2、上丝架4、下丝架8和张紧机构3等构成电极丝的运转系统，使电极丝6高速往复运动。座标工作台9受计算机程序的控制，按所需切割的图形运动，从而完成零件的加工。
.png)
图 2
1.床身 2.储丝筒 3.张紧机构 4.上丝架 5.上导轮
6．电极丝 7.下导轮 8.下丝架 9.坐标工作台
我公司的线切割机床型号为DK77321，主要技术参数如下：座标工作台横向行程320mm，纵向行程400mm，最大承载重量200kg，最大工件尺寸400×600mm，最大切割厚度150mm，加工精度0.015mm，表面光洁度Ra≤2.5μm。但由于转鼓零件的直径为776mm，高度为374mm，重量达450kg，远远超出了线切割机床的技术参数范围。因此在现有条件下，无法使用这台线切割机床进行加工。
3．线切割机床的改造
从相对运动的角度来说，只要把储丝筒、上丝架、下丝架和张紧机构等构成的电极丝运转系统安装在座标工作台上，而工件固定不动，由座标工作台带动电极丝的移动来完成所需形状的切割。
根据这个设想，我们对线切割机床的结构进行改造，经过多次实验最终设计出新的线切割机床与工装结构，如图3所示。
.png)
图 3
1.辅助机座 2.调节螺栓 3.直角座 4.绝缘板 5.回转工作台
6.转鼓 7.丝架 8.储丝筒 9.坐标工作台 10.床身
改造方案是：先把丝架7和储丝筒8等电极丝运转装置安装在坐标工作台9上，然后在床身10外部设一辅助机座1用来支撑转鼓零件6。辅助机座1的上支承面设有数条T型槽用来固定直角座3，转鼓6通过回转工作台5安装在直角座3的垂直面上，这样工件由水平装夹转换为垂直装夹。直角座3与回转工作台5之间装有绝缘板4使转鼓6与辅助机座1之间绝缘。利用调节螺钉2可对直角座3进行调整定位。
4．操作过程与注意事项
工作前的准备：先要调整辅助机座使其上支承面水平，再调整直角座使回转工作台轴心与线切割机床工作台横坐标平行；用镗床预先钻出转鼓上的穿电极丝孔￠10，其位置在15-56×14排渣槽的中心。
将转鼓装夹到回转工作台上并校正工件与回转工作台的同轴度小于0.01mm，然后将转鼓旋转至设计好的对位角度。移动坐标工作台使电极丝对准回转中心，再向右侧偏移设定的距离，输入加工程序进行加工。每加工完一个排渣槽后，将转鼓顺时针旋转a角度再加工下一个排渣槽。
在加工A面时，转鼓逆时针旋转设定的角度，电极丝先对准回转中心，然后向右侧偏移设定的距离，按加工程序进行加工。同样每加工完一个排渣槽后，将转鼓顺时针旋转a角度再加工下一个排渣槽，直至加工完成。
操作过程中应注意的问题：
（1）由于转鼓排渣槽的偏转角度较大，线切割加工时会出现下丝架5与转鼓4内壁发生位置干涉的现象，如图4-a所示。我们将下导轮6由安装在下丝架5的中间改为安装在下丝架5的侧面，并调整下丝架位置使电极丝保持垂直，这样下导轮6与转鼓4内壁之间留有适当空间，可以完成对转鼓排渣槽的加工。如图4-b所示。
.png)
a b
图 4
1.上丝架 2.上导轮 3.电极丝 4.转鼓 5.下丝架 6.下导轮
（2）对线切割机床进行改造后，工件与电极丝运转系统的位置发生转换。因此需要在工件下方重新设置线切割工作液收集盘。
（3）用此方法批量加工转鼓零件时，在转鼓与回转工作台之间设计一只专用定位盘，利用定位盘上的台阶与转鼓底部配合，实现转鼓的快速装夹定位。
5．结语
通过对线切割机床的改造，利用坐标工作台带动电极丝运转装置按程序设计要求运动，可完成对大体积大重量的转鼓零件进行线切割加工。此方法得到应用后，缩短了加工周期，提高了产品质量，光洁度达Ra≤1.6um，完全达到设计要求，圆弧过渡光滑，各个排渣槽切削掉的金属重量几乎一致，大大降低了转鼓校动平衡时的去重量。此方法还扩大了DK77321型线切割机床的加工范围，为类似的大型工件的复杂孔型的加工提供一定的参考和借鉴作用。
参考文献：
［1］许兆丰等主编 车工工艺学 机械工业出版社 1980.7
［2］袁哲俊主编 金属切削刀具 上海科学技术出版社 1987.10