圓弧導頭加工工藝的改進

片狀圓弧導頭是表面粗糙度測量儀的重要零件之一，其幾何形狀和表面質量直接影響儀器的測量精度。由圖1所示圓弧導頭零件圖可知，該圓弧導頭尺寸小，形狀及位置精度要求嚴格，表面粗糙度要求高（Ra0.02µm），加工難度較大。按原加工方法加工時，常出現以下問題：①R6中心線偏離尺寸0.9的中心，偏差值可達0.5mm；R40中心線偏離尺寸3的中心，偏差值可達0.8mm。②加工后導頭表面粗糙度只能達到Ra0.4µm。為此，我們對圓弧導頭的原加工方法進行了工藝分析。圖1圓弧導頭零件圖原加工方法是首先加工出一個外圓f12mm、內孔f9mm的圓環（尺寸為f12×3.3mm），然后將圓環切割為20個單件圓弧導頭。

　　圓環磨削加工方法如圖2所示。將砂輪修磨成R40mm的圓弧面，磨削加工出套在芯桿上圓環的R40圓弧，R6圓弧則通過對f12外圓尺寸的磨削加工來保證。在圓環未被切割為單件導頭前，磨削工序基本上可保證R40和R6的位置公差，圓弧尺寸也可滿足圖紙要求。但將圓環切割為單件導頭后，則無法保證0.9±0.03mm和1.5&pkusmn;0.05mm尺寸要求。此外，采用原工藝加工時砂輪無法作橫向進給運動，磨削表面粗糙度達不到圖紙要求。為提高表面質量，不得不增加一道拋光工序，但拋光工序則會破壞已磨削成型的R40和R6。

　　顯然，原工藝方案不合理，需要進行改進。圖2圓環磨削加工示意圖由于圓弧導頭的加工質量問題主要出現在將整體圓環切割為單件導頭時，因此我們將加工方案改為直接對多個單件圓弧導頭同時進行加工。為實現這一加工方案，設計了圖3所示多面體夾具。該夾具可同時夾持30個單件圓弧導頭，構成一個f80mm的圓周，作為一個整體進行磨削加工。

　　由于圓弧導頭的R40、R6圓弧面為復合曲面，因此必須分別采用按R40和R6修整的砂輪分次磨削成形。圖3多面體夾具示意圖應用該加工方案磨削出的圓弧導頭雖可保證R40和R6圓弧的位置公差，但表面粗糙度僅為Ra0.4µm為提高表面質量而又不破壞已加工成形的R40和R6圓弧面，可將工件連同多面體夾具一起轉序進行研磨、拋光等后續加工。

　　研磨工序采用夾布膠木研磨器(其研磨效果優于鑄鐵研磨器)，研磨后工件表面粗糙度可達Ra0.1µm。研磨工序后，工件仍裝夾在多面體夾具上進行拋光，直至達到要求的表面粗糙度Ra0.02µm。生產實踐表明，這種利用多面體夾具同時對30個圓弧導頭進行三序連續加工的工藝方法完全可滿足零件加工精度要求，且減少了加工工序，降低了廢品率，提高了加工尺寸的一致性。多面體夾具的應用也為小尺寸復雜結構零件的高效加工另辟了新路。