【摘要】针对制造行业小批量、多品种壳体生产企业，本文介绍一种壳体孔系转接圆角R的加工方法。首先对壳体孔系转接圆角R的认识和分析，通过改进加工刀具的材质和结构，然后借助数控加工中心编程，实现孔系转接圆角R的结构；最后通过抛光进一步提升转接圆角R的粗糙度。最终实现壳体孔系转接圆角R的批量加工，该方法简单、实用，适合中、小企业。
关键词： 壳体孔系 转接圆角R 刀具 编程 抛光
一、前言
壳体类零件是机械制造领域里一种典型的结构件，它在产品中占比较大，我们通常见到的箱体、油泵壳、主泵壳等都属于典型的壳体类零件。壳体的材质主要有铸铝、铸钢、铝棒材、锻铝和一些镁铝合金等。壳体外表面分布大大小小的孔，当一个孔底部存在多个同心的孔时，我们称之为孔系。壳体孔系往往作为装配结构存在，用于支撑活门、偶件、传动杆、电磁阀等实现专门的运动功能。为便于安装和密封，壳体孔系在每个孔口有独立的倒角和转接圆角R.该转接圆角用于连接倒角和壳体孔，起过渡作用。因此，转接圆角R是壳体类零件比较典型的特征。它的加工对产品清洁度、工作性能，特别是密封性起关键作用。
目前，壳体孔系转接圆角R采用钳工手工修型获得，该方式加工效率低，严重制约现场生产；另外，从装配部门反馈的信息，壳体转接圆角R不光滑易出现装配力矩过大、切胶圈等问题。
针对上述问题，我厂自2018年以来将壳体孔系转接圆角R加工方法的改进作为壳体质量提升工作的重点专项任务，本项任务属于机械制造领域中的冷加工技术。它涉及每个壳体的整个机加流程。
二、总体思路和技术方案
1、总体思路
通过梳理现阶段工厂壳体孔系转接R加工现状，理清流程和加工过程存在的技术问题，群策群力，在现有手工修型刀具的基础上重新设计特种刀具、制定试验方案、最后由技能专家编程试切、改进、试加工、初步应用等实现技术的完善和成熟，最终实现该技术方案在工厂大面积全范围的应用和推广。
2、转接圆角R改进技术方案
2.1、壳体孔系转接圆角R介绍
壳体是各类密封胶圈、电子元器件、活门衬套、齿轮等零件的安装载体，一般为方便各类零组件的稳定装配和密封，壳体孔系口部会设计有倒角，倒角与孔系的过渡采用转接圆角R实现，具体见图1。
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图1：壳体孔系转接圆角R
2.2、壳体孔系转接圆角R规格分类
一般壳体孔系口部倒角有全角50°和60度两种，R大小分为R0.5、R0.8和R1三种，具体见表1：
表1：壳体孔系转接圆角R规格
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2.3、改进前R加工流程及方法
改进前，壳体孔系转接圆角R加工流程见图2：
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图2：改进前圆角R流程及具体加工方法
2.4、改进方案
2.4.1、加工流程优化
通过对现有加工流程进行梳理，我们将转接圆角R的加工流程进行优化，即加工流程缩短，由原来四步减少到现有的三步，具体见流程图3：
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图3：改进后壳体孔系转接圆角R的加工流程
2.4.2、刀具的改进改善
目前，去毛刺操作工使用的加工壳体转接R刀主要有刮刀、勾刀和抛光机（见图4）。
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图4：手工去毛刺工具：刮刀、勾刀和抛光机
现对转接圆角刀具重新设计，共2种结构，具体见图5方案1、方案2：
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方案1：整体式硬质合金成组倒角、R刀 方案2：整体式硬质合金倒角、R刀
图5：转接圆角R刀具两种结构方案
两种结构刀具优缺点比较及结果，具体见表2：
表2：两种R刀优、缺点比较
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图6：整体式硬质合金倒角、R刀示意图
该刀具由倒角、转接倒圆R及底部5°斜角构成，刀杆通过刀柄安装在数控加工中心上，通过数控编程，刀具可以直接加工出壳体孔系转接圆角R，圆角底部的孔采用5°倒角过渡，采用铣刀直接加工出直孔。最终倒圆R与直孔交接处采用毛刺机抛光。
2.5、 整体式硬质合金倒角、R刀试验验证
为验证工艺技术方案可行性，现对整体式硬质合金倒角、R刀开展技术、生产验证。
2.5.1、试验方案
1）准备室：按图7准备刀具，注意对应关系，在对刀仪上测量R尺寸满足公差“±0.2”。选刀（名称）、装刀、对刀，工艺跟踪；
2）加工中心：加工1件试样，按如下内容及图7进行：
铣六方并分别加工A1～A5、B1～B5各两组孔系，其中孔系R按B-B视图加工。每孔系需验证R0.5±0.2、R0.8±0.3、R1±0.3是否合格;
3）钳工：用风笔按图7标刻A1～A5、B1～B5组别，位置目视，直体字，高3.5，深0.5；
4）对试样B位置（有四分之一圆涂黑标记）进行抛光；
5）线切割：按图7分别以0线、1线位置解剖试样；
6）清洗；
7）检测：检验员在轮廓度仪分别测量试样中A、B位置各组别孔系R尺寸并记录。
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图7 ：试验图纸
2.5.2、试样测量过程
采用轮廓度仪对试样位置A、B转接圆角R进行测量，测量过程具体见图8.
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图8：测量过程
2.5.3、试样测量结果
表3：试样A、B轮廓度测量结果
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2.5.4、验证结果
通过对试样A、B位置进行检测，我们发现位置A未经抛光，数据结果趋于理论值的下偏差区域；位置B经过抛光，数据结果趋于理论值的中值区域。但位置A、B都满足设计尺寸、粗糙度要求。另外，通过对位置A、B目测、触摸等检查，发现抛光过的转接圆角R两端连接更圆润光滑。因此设计的刀具能够满足要求。
2.5.5、实施效果
2019年，采用数控加工中心与特制的倒角、R硬质合金刀具在我厂全面推广应用，壳体转接圆角R的加工效果见图8。从实物效果来看，转接圆角R连续、形状规则，分别采用触摸法和挂丝法检查，表面无划手感觉，同时丝线未在转接圆角R处出现挂丝及丝线挂断的情况。采用壳体装配件多部位、多次数试装均未发生割破胶圈的问题。
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图8：实施效果
三、改进的创新点和作用
3.1、壳体孔系转接圆角R加工的主要创新点
1）加工刀具的改进，通过对刀具材料的选择、结构的设计实现了手工刀具向数控刀具的跨越；
2）实现了壳体孔系转接圆角R由手工修型过渡至数控设备加工；
3）实现了壳体转接圆角R光滑过渡，形状可控、可量化；
4）减少了壳体转接圆角R加工流程，由原有的四步降低至两步且降低了抛光的时间。
3.2、对工厂的作用
1）提高了零件的加工合格率，降低零件的生产成本；
2）固化了壳体孔系转接圆角R的刀具、程序和加工方法，减少因人为因素产生的质量问题，使加工过程便于管控。
3）在满足产品性能的情况下，减少了零件的加工时间；
4）实现了壳体零件批量化生产，提升了产品质量，使产品的工作品质和稳定性得到增强。，为公司赢得良好的声誉。
四、结束语
通过对壳体孔系转接圆角R加工方法的改进和优化，实现了其从手工加工向数控加工方法的转换，也实现了工厂转接圆角R批量、高效、稳定的加工且尺寸可以量化，间接降低手工操作者加工的劳动强度。
目前，上述壳体孔系转接圆角R的加工方法已在工厂普及应用且效果良好。该方法适应性好，易于推广，适合小批量、多品种壳体加工企业使用。