轎車制動盤的精加工工藝

河南萬向系統制動器有限公司 （新鄉 453500） 唐 娟 張曉東

諸城市義和車橋有限公司 （山東 262200） 關炳奇

轎車制動盤在制動器零部件中屬精密零件，尺寸精度要求較高，特別是兩制動面的圓周厚薄差通常要求0.009mm，平行度要求0.04 mm，跳動要求0.025 mm。這些形位公差都靠精加工保證。同行都使用數控車床并采用雙刀同步車削工藝來保證，也有的會根據顧客要求采用兩制動面同時磨削工藝。加工示意如圖1、圖2所示。

我公司是專業生產汽車制動器的公司，生產各種制動器總成及相關零部件，對制動盤的生產已有十幾年的經驗，以往我們是采用雙端面同步磨削工藝來保證制動盤的形位公差。2012年我們為客戶開發了一種新品制動盤，材料為HT250+6種微量合金，如圖3所示。在試生產期間，客戶取消了磨削要求，以上形位公差必須用車削完成，而此時我們設備上的雙刀裝置也出現了故障。為此，必須改變思路，思考另一種加工方法迫在眉睫。

圖1 雙刀同步車削示意

圖2 同步磨削示意

圖3 制動盤

1.分析

既然兩面不能同時加工，那么一次加工一個面是否可行呢？首先分析設備是否可行。設備除了有一套雙刀裝置外，還有獨立的刀塔，刀塔的端面及將兩把刀分別裝在兩個刀座上，對兩制動面分別進行加工，這樣效率上肯定會降低，這并不重要，關鍵質量是否能達到要求？其次要分析兩制動面為什么要同時加工。制動盤在精加工時為保證形位公差及表面粗糙度值Ra=1.0～2.0μm，我們選用的是陶瓷刀片，加工參數為：vc=500m/min、 f=0.2mm/r，加工余量不大于0.3mm。壁薄且直徑較大的工件，制動面如果無支撐，在高速旋轉的情況下，剛性較差，自身會發生抖動。

如果一次加工一個面，刀具與工件會發生共振現象，加工面將出現振刀紋，此時表面粗糙度及形位公差都達不到要求。如果用雙刀同時加工，兩把刀同時夾緊工件，增加工件的剛性，工件便不會抖動，也不會出現振刀紋，并且兩把刀行徑一致，只要設備本身精度沒有問題，形位公差便能有效控制，效率也提高不少。制動盤直徑323mm，屬于直徑較大產品，厚度23mm，不屬于薄壁件。首先驗證工件在高速旋轉時自身是否會發生變形。

2.驗證

將工件裝到卡盤上夾緊，低速旋轉工作臺，將百分表固定到刀架上，測量制動面跳動量，如圖4所示，然后百分表測量位置不變，再高速旋轉工作臺，轉速達到精加工時的轉速，此時跳動量與低速旋轉時比較幾乎無變化。此方法證明工件剛性較好。然后將上、下面選用跟雙刀加工一樣的參數，先加工一個面，然后再加工另一個面，如圖5、圖6所示。通過對每個工件的測量，發現制動面表面粗糙度不穩定，每次都是新刀尖加工的還行，加工20件左右后，表面粗糙度便超差，后來通過跟刀具供應商溝通，發現制動盤因材質里面含有少量鈦、鉻、鉬等較硬材料，非常影響刀具壽命。供應商為我們提供了一種CBN刀片，此刀片屬超硬材料，適合高速加工，刀片壽命較高。加工參數為：vc=800m/mim，f=0.2mm/r，加工余量0.3mm。經過對100個工件的連續加工、測量，各形位公差均達到客戶要求。表面粗糙度值前60只均可穩定到Ra=1.2～1.8μm之間，到第61只開始不穩定，更換新刀片后即可。通過多次驗證，最終將刀片壽命定到60只。而且通過刀具切削速度的提高及各工序間尺寸的調整，生產節拍同雙刀加工一樣——105s，絲毫不影響客戶要求節拍。

圖4 檢測制動盤剛性

圖5 加工上制動面

圖6 加工下制動面

3.結語

截至2012年底，我們用此方法成功為客戶開發了4種產品，生產節拍絲毫不受影響。現4種產品已全部批量生產。通過一年多現場實踐積累，總結出以下經驗：不管是普通的臥式數控車還是立式數控車，只要設備精度不下降，都可用此方法加工，加工時上下面參數選取不一定一致（主要是進給量），應根據實測表面粗糙度值進行調整，而且在加工薄壁零件時，參數的選取要避開工件與刀具的共振，這就需要根據不同的設備進行現場實際驗證。