李雁

【摘要】本文將從工藝路線的安排、余量的合理計(jì)算、刀具的選擇、設(shè)備的選取、刀具軌跡的優(yōu)化、加工前零件的采點(diǎn)、最大化的降低切斷的變形等方面入手，成功突破薄壁襯套的加工難題，較常規(guī)襯套類型零件的加工上均有著飛躍式的創(chuàng)新，為此類新型零件的加工上奠定了基礎(chǔ)，開拓了超薄壁、雙球體類型襯套加工的新思路。

【關(guān)鍵詞】雙球型；襯套；薄壁；易變形；數(shù)控加工

1、前言

此薄壁接嘴襯套零件是與低壓一級導(dǎo)向器相連，起密封和通氣的作用。零件結(jié)構(gòu)雖不算復(fù)雜，但由于薄壁、呈現(xiàn)雙球型結(jié)構(gòu)且容易變形，在加工工程中無法裝夾，易導(dǎo)致零件尺寸公差不穩(wěn)定，造成零件整體尺寸超差。

2、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料特點(diǎn)及工藝分析

2.1零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

該零件屬于典型薄壁件結(jié)構(gòu)，零件總長為13.5mm，外圓最大尺寸為φ11.23mm，且零件存在兩處內(nèi)外球面結(jié)構(gòu)，外球面公差要求較嚴(yán)僅為0.007mm， 按公差累積計(jì)算后，壁厚尺寸僅為0.3mm。在零件的右端面處存在R0.2mm的圓弧，且圓弧需與內(nèi)徑尺寸相切。較以往各機(jī)種相似的零件在尺寸及結(jié)構(gòu)上給加工造成了很大的困難，對于該零件的加工經(jīng)驗(yàn)基本空白。

2.2零件的材料特點(diǎn)

零件使用材料是0Cr18Ni9不銹鋼，它的可切削性約為0.3-0.05之間，是一種難加工材料。

2.3工藝分析

此零件為壁薄件，切斷時(shí)的應(yīng)力變形將是零件合格的最大問題。零件最小壁厚僅為0.3mm，加工后需要進(jìn)行鍍鉻處理，因此，零件外球尺寸公差只有0.007mm。且由于零件存在兩處內(nèi)外球，外球若進(jìn)行磨加工，工裝難以實(shí)現(xiàn)，且極易導(dǎo)致零件的變形。兩處內(nèi)球若采用傳統(tǒng)的鏜刀進(jìn)行加工，易導(dǎo)致零件的過切，需對刀具進(jìn)行手工磨制，但零件的加工穩(wěn)定性上必將受影響；另外，零件的測量上，是零件加工過程中的最大問題，尤其是兩處球心對端面的距離。

2.4加工方案

針對此薄壁零件的特點(diǎn)初步制定加工方案：將零件加工，安排兩道粗加工工序，在去除大部分余量的同時(shí)，加工出較為理想的定位基準(zhǔn)。

對于切斷變形的問題，擬采取兩種加工方案并行的方式：

方案一，預(yù)留夾持余量15mm，在數(shù)控設(shè)備上直接切斷，其過程中采用3mm寬切刀在切斷處先切槽，再用2mm寬切刀切斷的方式減小應(yīng)力變形的方法切斷；

方案二，預(yù)留夾持余量15mm，在直接切斷變形的情況下，采用線切割切斷的方式，減小零件的變形量。

3、實(shí)際加工存在的問題

零件真正開始加工，面臨的首要問題為零件的采點(diǎn)上，采點(diǎn)即要保證R0.2的切點(diǎn)直徑為Ф9.8+0.11+0.016，同時(shí)要保證R0.2，但是零件的壁厚僅為0.3mm，采點(diǎn)過程中帶來不小的麻煩。

4、零件數(shù)控加工的改進(jìn)方案

針對實(shí)際加工中出現(xiàn)的問題，我們及時(shí)進(jìn)行了改進(jìn)，并通過了驗(yàn)證。為提高加工效率，降低工序間周轉(zhuǎn)時(shí)間，我們將15、20工序合并到25工序數(shù)控車加工中，這樣也避免了對刀所產(chǎn)生的誤差。為保證加工質(zhì)量，合理選擇機(jī)床、刀具和切削用量至關(guān)重要，下面我將結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)進(jìn)行具體描述。

4.1設(shè)備的選擇

因零件尺寸要求高，用普通設(shè)備手動加工困難，而數(shù)控加工形狀完全由程序控制，加工準(zhǔn)確精度高，故選擇數(shù)控車床加工。最終選擇采用臥式數(shù)控車床QTN200-ⅡMSL。

4.2合理選擇刀具

4.2.1刀具材料

正確選用刀具材料是保證高效率加工不銹鋼的決定因素。根據(jù)不銹鋼的切削特點(diǎn)，刀具材料應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度、韌性、高硬度和高耐磨性且與不銹鋼的粘附性要小。由于高速鋼切削不銹鋼時(shí)的切削速度不能太高，因此影響生產(chǎn)效率的提高。對于較簡單的車刀類刀具，刀具材料應(yīng)選用強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好的硬質(zhì)合金，因其硬度、耐磨性等性能優(yōu)于高速鋼。硬質(zhì)合金是采用高硬度的金屬碳化物（WC、TiC、NbC等）與金屬粘接劑（Co、Ni等）通過粉末冶金的方法制造的燒結(jié)體。它具有較好的較高的硬度、良好的耐磨性和耐熱性，使數(shù)控機(jī)床刀具應(yīng)用最為廣泛的材料，適于數(shù)控加工的中速和高速切削。

4.2.2刀具的選擇

為了能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控機(jī)床上刀具高效、多能、快換和經(jīng)濟(jì)的目的，確保加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，工序中全部采用專業(yè)刀具生產(chǎn)商提供的機(jī)夾刀具。

最終選擇刀具：外圓刀桿：PDJNR 2525 M-15

外圓刀片：DNMG1 50608-MF1 CP200

4.2.3選擇合適的切削用量

切削用量的大小對生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量有很大影響，切削速度不宜過高（vc=50～80m/min）；切削深度ap不宜過小，以避免切削刃和刀尖劃過硬化層，ap=0.4～4mm；因此進(jìn)給量f對刀具耐用度影響不如切削速度大，但會影響斷屑和排屑，拉傷、擦傷工件表面，影響加工的表面質(zhì)量，進(jìn)給量一般取f=0.1～0.5mm/r。

4.2.4選擇切削液

不銹鋼切削中的冷卻潤滑：采用冷卻潤滑性能較好的潤滑液，如水溶液、乳化液等。

4.3程序編制

G0 X200 Z150

G40

T901

G00 X30 Z20

X0 Z0.2

G0 X200 Z150

……

M30

4.4改進(jìn)后實(shí)際加工效果

根據(jù)改進(jìn)后的加工方法進(jìn)行生產(chǎn)，效率大幅提高，同時(shí)在進(jìn)行車加工時(shí)不再纏屑，切削順利，尺寸穩(wěn)定，表面粗糙度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

改進(jìn)前后加工時(shí)間的對照表

從上面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中可以看出：從普通設(shè)備改為數(shù)控車加工即節(jié)約了時(shí)間、降底了生產(chǎn)成本，又提高了零件質(zhì)量。

5、結(jié)論

我們面對原加工工藝中存在的各種問題，客觀的從零件結(jié)構(gòu)、加工手段、工裝等方面入手，具體分析，大膽試驗(yàn)，經(jīng)過事實(shí)證明，改進(jìn)后的加工方法切實(shí)可行，加工過程穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，并已通過裝配試車考核。在實(shí)際加工中，其它相似類零件也可從普通設(shè)備改為數(shù)控設(shè)備加工，具有推廣意義，給公司帶來更大的效益。

參考文獻(xiàn)

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