陳麗娟

摘 要：LCB-9456橢圓齒輪流量計整套工藝從美國引進，殼體、蓋板零件屬于316不銹鋼鑄造件，其鑄造性能差，工藝復雜。目前國內鑄造的鑄件會不同程度地出現(xiàn)砂孔，如果在加工過程暴露出砂孔，殼體就會出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，使零件報廢。本文主要針對此問題介紹該殼體零件的制造工藝的改造及數(shù)控加工解決辦法。

關鍵詞：橢圓齒輪流量計 殼體改造 數(shù)控加工

橢圓齒輪流量計是一種容積式流量計，廣泛用于石油化工、生物制藥、電力冶金和食品等工業(yè)部門的流量計量工作。LCB-9456橢圓齒輪流量計，是引進美國布魯克斯（BROOKS）儀表公司的制造技術和關鍵設備聯(lián)合生產(chǎn)的產(chǎn)品。它利用機械測量元件把液體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分，根據(jù)計量室逐次、重復地充滿和排放該體積部分液體的次數(shù)來測量流量體積總量。隨著數(shù)控加工技術的發(fā)展和普及，對橢圓齒輪流量計的改造升級也日趨完善。

一、橢圓齒輪流量計外殼（兩件套）加工工藝分析

改造前的LCB-9456橢圓齒輪流量計殼由殼體和端蓋板兩件套構成，該殼體采用牌號為18Cr-12Ni-2.5Mo的316不銹鋼鑄造而成，因添加Mo，其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度特別好，加工硬化性良好，無磁性。但由于整套工藝從美國引進，殼體的鑄造工藝復雜，加上316不銹鋼鑄造性能差，所以目前國內鑄造工藝水平還達不到原產(chǎn)國的鑄造水平，因而鑄件會不同程度出現(xiàn)砂孔。所以采用什么加工方式，什么工藝流程，怎樣提高產(chǎn)品質量，降低生產(chǎn)成本，成為急待解決而又必須解決的問題。

1.鑄造殼體結構對加工工藝的影響

由于流量計殼體的內腔為盲孔，內腔底部很難加工，其技術要求難以達到，所以在實際加工生產(chǎn)中存在問題較多。

（1）粗加工存在問題。第一，如圖1所示，粗加工時，由于殼體內腔2—Ф70.79孔屬于盲孔加工，加工過程中切屑不能及時排出，對鏜削刀具會造成擠壓和崩刀現(xiàn)象，影響加工質量和加工速度，降低生產(chǎn)效率。

第二，殼體內腔底部有平面度0.015mm公差要求，引進的技術是先使用Ф38.1（1.5英寸）的兩刃端刀先锪孔，再用Ф32端面立銑刀加工。由于內腔比較深（Depth=85），立銑刀必須伸出相應的長度，才能到達底部平面加工，對刀具的剛性要求非常高，另外殼體的鑄造余量會出現(xiàn)不同程度的不均勻，加工過程也會由于切削余量不均勻而造成斷刀現(xiàn)象。

第三，內腔底部兩個Ф15軸孔的鉆削，由于內腔比較深而且內腔尺寸（2—Ф70.79）比較小，鉆頭的選配也較長，剛性相對降低，也就降低了生產(chǎn)效率，增加了生產(chǎn)難度和加工成本。

第四，為了保證各加工部位的一致性，工件要在一次裝夾中加工出8-M12螺紋孔、2-Ф15軸孔和Ф7.9、Ф6.5定位銷孔。

（2）精加工存在的問題。第一，精加工時，原先是在鏜削加工殼體內腔2—Ф70.79孔時使用合金刀片，側面與底面交界處會存在R角，這個R角不容易處理。

第二，內腔底部的加工使用滑動式鏜刀，在鏜削過程中是從內向外鏜削，由于刀具旋轉時離心力的作用，會造成加工表面外部光滑，內部比較粗糙的不平現(xiàn)象。這樣就難以保證平面度要求，而且由于內腔空間小，也很難檢測底部的平面度公差。

第三，精鏜底部的2-Ф15孔時，也很難觀察和測量。

第四，精磨殼體上端面。在磨削上端面時，由于不銹鋼不上磁，必須用螺絲堅固工件在一塊平整的鋼板上，要在立式磨床上磨削加工，保證殼體上端面的平面度公差。

2.鑄造殼體結構的改造

兩件套殼體的加工難度大，不容易保證精度及表面粗糙度，影響了產(chǎn)品的質量、生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本。針對這些不利于加工的因素和存在的一些問題，考慮把橢圓流量計外殼由原來的兩件套（殼體和端蓋板）改為三件套（上蓋板、殼體、底蓋板）的結構。

二、三件套殼體的加工工藝方案

殼體的整體加工思路是主要采用帶刀庫的加工中心，解決了殼體加工工序多、刀具種類多、換刀次數(shù)多和要在不同機床上才能完成的問題，先粗加工、消除內應力處理、再精加工，具體操作如下。

1.粗加工工藝分析

（1）工件的安裝與夾緊。由于該產(chǎn)品是從美國引進，夾具也是配套設計，其結構是由一塊較大的底板和定位銷、壓板、調節(jié)定位機構組成。

把工件底面放進夾具中間定位槽，再放上殼體內腔余量調節(jié)板定位板，通過調節(jié)出水口端殼體出水中定位調節(jié)器，直到使殼體內腔的余量均勻，用壓板壓緊工件。

（2）刀具的選擇與切削用量。由于采用了三件套殼體，上下端面的加工可直接用三爪卡盤裝夾車削，預留精磨余量，省略了車床專用夾具；鏜削2—Ф70孔時，切屑能及時排出，對鏜刀的切削很有利，特別是改造后，減少了殼體內腔底部加工的工序，相應減去了锪孔和端面立銑刀。這樣，降低了加工難度，加工時間比原來減少了約30分鐘。

殼體的加工除了內腔?70.79通孔是用專用鏜刀外，其他的都是常規(guī)刀具。刀具的選擇與切削用量如下表。

（3）殼體上下端面的加工。先粗車上下端面，粗加工內腔及上端面螺紋孔及銷孔，再將殼體調頭，以上端面兩銷孔為定位重新裝夾，加工下端面的銷孔及螺紋孔。

（4）消除內應力處理。殼體經(jīng)過粗加工之后，必須通過回火應力消除處理，提高其加工性能。

2.精加工工藝分析

第一，精加工時，由于內腔是通孔，加工2-Ф70.79孔時，消除了側面與底面交界處的R角現(xiàn)象，減少了加工底面的工序，降低了加工難度。

第二，殼體精加工的安裝。殼體上下端面要先在磨床磨削，保證上下端面的平面度和平行度要求。為保證殼體內腔孔與定位銷孔和軸孔的位置公差，必須在一次裝夾中加工。為此，必須設計一套精密工裝夾具，工件安裝時，先校正夾具的平行度，然后把殼體放進夾具里面，用兩定位銷定位工件，然后用螺釘拉工件與夾具定位板貼緊進行加工。

第三，刀具選擇與切削用量。殼體內腔與定位銷孔的加工刀具如下。

第四，精加工時同樣需先加工上端面，然后調頭精加工下端面。

三、兩件套和三件套殼體加工過程比較

1.兩件套殼體加工過程

兩件套殼體加工工序見表3。

2.三件套殼體加工過程

三件套殼體加工工序見表4。

通過對LCB-9456橢圓流量計殼體制造工藝的改造，經(jīng)過實際加工和三坐標測量儀的檢測，各加工部位的形位公差都符合設計標準；產(chǎn)品通過裝配和檢定，其計量指標都符合標準。該方法簡化了殼體鑄造工藝和加工工藝，降低了鑄件缺陷和機械加工誤差，提高了產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率，降低了加工成本。

參考文獻：

[1]李體仁.加工中心編程實例教程[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006.

（作者單位：湛江機電學校）