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YB系列压力表机座的CNC智能制

一、概述：YB系列压力表是指以弹簧管为弹性元件敏感元件，测量并指

示高于环境压力的仪表。测量并指示高于环境压力的仪表，应用极为普遍，它

几乎遍及所有的工业流程和科研领域。在电力动力、石油化工，冶金开采、热

力管网、油气传输、供水供气、车辆等领域随处可见。尤其在工业过程控制与

技术测量过程中，由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及

读数清晰直观，安装方便，性价比高等特性，使得机械式压力表得到越来越广

泛的应用。

 YB系列压力表的构造和结构特点是敏感元件弹簧管、机芯/指针组件及表盘

等全部集中安装于压力表机座上（以下简称：机座），其中弹簧管焊接于机座

并与机座的介质通孔连为通路，实现传递被测点的压力源并经转换为可视压力

数值。压力表机座承担了压力表所有零部件的连接组合，同时还与被测装置实

现机械连接，是压力表不折不扣的主关件。

 安徽天康集团年销售YB系列压力表近12万只，三年内将扩大到20万只销

售。长期以来，YB机座的制造沿用了传统的按工序分机床的机械加工工艺，

随着销售市场的发展和客户对质量不断提升的要求，我们于2016年年初开始

就着手对机座的机加工方式的智能化制造的设计，并在一季度进入实施，项目

一期投入共180万元，六月份投入运行，目前项目运行平稳，机座制造质量，

生产线的智能制造水平，生产线的生产效率，项目综合经济技术效益等均达到

了设计要求。

 二、项目设计：

 1.机座图纸（典型Y100机型）见图（1）

 2.项目机加工工艺及关键工序点分析

 从图（1）出，工作物毛坯是一截面为正方形不锈钢棒，要求供货状态符合

图纸尺寸要求和表面粗糙度要求，方钢棒轴向四面不再二次精加工。图中M20

乘以1.5在数控车床完成加工后，剩下的全部加工内容转入智能制造环节。工

作物除轴向一大面没有加工内容，其余5面都需要进行各种方式的切削加工，

各工序的节点是1.phi;3的深孔钻削，由于孔深/孔径超过30D，属于典型的小

直径深孔，且还必须保证与另一phi;3的斜孔相交；由于刀具从一端钻入，且

切削对象是强度及韧性极大的不锈钢材料，对钻头材质，类型，钻削参数，钻

削过程都必须科学配置，科学控制，加工难度极大；2.宽度5的斜槽加工和

phi;3斜孔的钻削，且保证与节点1phi;3深孔相交；这两个节点也是本工作

物加工的关键工序点。由于毛坯5面都需要加工，其中装夹面仅有一面不加

工，这就形成了二次装夹。

 图（1）机座图纸（典型Y100机型）

 3.项目智能制造工艺过程设计

 根据对项目机加工工序及关键工序点的分析，本项目智能制造路线设计思路

如下：

 1）.分两次装夹，两次装夹分别由配两套专用液压夹具完成。两套液压夹具

设计为2个工序分别在Ⅰ、Ⅱ两台计算机控制立式铣加工中心（CNC）（以下

简称CNC）上加工；夹具每次装夹加工出4个零件。

 2）两台CNC各配置一套四轴智能工作台，液压夹具装置于四轴智能工作台

台面；见（图2）

 图（2）配置的四轴智能工作台及液压夹具示意图

 3）两台CNC加工中心的转序及物流由一套智能计算机控制机器人完成转序

工件的抓取，转序，落位，定位，夹紧，退出等工步闭环。

 4）Ⅰ号CNC用于完成图（1）C面斜长槽铣加工和钻削出phi;3的斜孔，E

面的圆孔；本序由数控车床车出的一端作为基准定位；工步C面和E面的换面

和定位由CNC/四轴智能工作台完成；本序液压夹具装置见下图：

 图（3）Ⅰ号CNC工序液压夹具装夹示意图

 1.工件2.液压夹紧装置3.夹具主体4.夹具基准

 5）Ⅱ号CNC用于完成图（1）A面和B面的螺孔加工，D面的螺孔和

phi;3深孔的加工；本工步是控制关键工步，为确保深孔的顺利加工和加工孔

的质量要求，本液压夹具又辅助加装了一套高压后冲水装置，实现钻头的冷却

和大流量冲屑；本序的加工特点是：先A面加工，完成后，四轴智能工作台旋

转90deg;，定位，加工D面各工步，D面完成加工后，四轴智能工作台继续

同方向旋转90deg;，定位，加工B面工步；（见图4）这一面的夹具底面设

计镂空点，对应B面螺孔位置。（见图5）

 图4Ⅱ号CNC工序液压夹具装夹示意图

 图5Ⅱ号CNC工序液压夹具背面镂空示意图

 附表（表1）项目工步自动化节拍设计

 4.智能制