某型活塞桿珩磨工藝改進研究

摘 要：某型活塞桿是研制產品，材料為20CrNi3A，屬于深孔薄壁件加工，工藝要求保證尺寸 、光潔度Ra0.8，內孔劃傷為活塞桿珩磨不合格主要原因。本道工序所加工內孔將作為后續工序磨工加工時的基準孔，直接影響著活塞桿的整體質量，文章從現狀調查、要因分析著手，采取有效措施，經試驗驗證，提高活塞桿研磨加工合格率。

關鍵詞：活塞桿；珩磨；工藝改進

1 前言

某型活塞桿是新研制產品，后續用量較大，材料為20CrNi3A，工件總長222mm，加工孔長167mm，孔壁厚4.25mm，屬于深孔薄壁加工，工藝要求保證尺寸 、光潔度Ra0.8。本道珩磨工序所加工內孔將作為后續工序磨工加工時的基準孔，直接影響著活塞桿的整體質量，決定產品的可靠性。

2 現狀調查

對加工的6組（101件）活塞桿珩磨工序質量進行統計。得出Φ15.5內孔劃傷是珩磨不合格的主要原因，占不合格品的77.4%，其余為Φ15.5尺寸超差、外表面碰劃傷、其他三種原因。

3 原因分析

Φ15.5內孔劃傷為珩磨不合格的主要原因。從人、機、料、法、環五個方面運用樹狀圖[1]方法查找產生內孔劃傷的原因，得出可能導致內孔劃傷的11條末端因素。具體為：人員操作技能差；未按工藝要求執行；油石材料選擇不當；油石粒度粗；珩磨桿導向靴選擇不正確；高壓氣氣壓不穩定；冷卻液沖洗距離短；往復速度不適合；珩磨頭轉速不適合；周圍振動影響。

4 原因確認

現場確認人員資質滿足要求，操作者嚴格按照工藝要求進行操作，油石選擇材料選擇合理，晶粒度適宜，上述因素非產生內孔劃傷的要因。

4.1 珩磨桿導向靴選擇不正確

經查在實際加工中選用的是軟導靴珩磨桿，查閱機床說明書后，確認選擇軟導向靴適合活塞桿零件（淬火前）實際狀態[2]該因素非要因。

4.2 高壓氣氣壓不穩定

EC3500機床為氣動進給系統，通過氣壓推動實現油石的切削進給，要求輸送到機床的氣壓不小于0.55MPa，可通過安裝在機床氣源進口處的氣壓表進行檢測和監控。通過對一天中八個時段的氣壓進行監測，發現均滿足要求，非要因。

4.3 珩磨壓力選擇大

4.4 冷卻液沖洗距離短

4.5 往復速度不適合

珩磨活塞桿時選用的往復速度為90次/分，我們根據《機床使用說明書》中行程計算公式Lx=L-2L1-ι（Lx-油石的行程長度mm；L-加工面的長度mm；L1=（1/3～1/5）Lmm；ι-油石的長度mm）計算出活塞桿行程長度為127mm，查閱說明書后得出往復速度為90次/分，與實際相符。

為確定往復速度對珩磨表面質量的影響，加工了4件試驗件，對零件內孔質量觀察看出，不論珩磨頭轉速如何變化，當往復速度在90次/分時珩磨表面質量均不滿足工藝要求，要因。

4.6 珩磨頭轉速不適合

4.7 周圍振動影響

EC3500臥式珩磨機床在廠房安裝位置周圍是兩臺高精密慢走絲機床和檢驗工作區，無重型機械設備，在機床四周地面挖有減震溝，能有效避免外圍震動對設備的影響，非要因。

通過分析驗證合格率低的主要原因為冷卻液沖洗距離短、往復速度不合適、珩磨頭轉速不適合三個。

5 制定措施

針對冷卻液沖洗距離短的要因，通過改造冷卻液管的方式將有效沖洗距離提高到>83.5mm。

6 驗證實施

6.1 加大冷卻液的沖洗距離

為了加大冷卻液的沖洗距離，對冷卻液管進行改造。現有冷卻液管噴口直徑為6mm，根據相同壓力下，出口越小距離越遠的原理，自制了噴口直徑分別為5mm、4mm的兩個冷卻液管。對這3種冷卻液管進行了試驗，測量了沖洗距離，僅噴口直徑為4mm的冷卻液管的沖洗距離滿足零件加工要求。

6.2 確定最優組合

7 結束語

冷卻液噴管口直徑為4mm，往復速度70次/分、轉速600轉/分為最佳工藝組合。在后續跟蹤了一個月兩組（29件）活塞桿的珩磨表面質量，僅有一件超差，產品合格率提高到93.1%。

本次工藝研究不僅解決了該型號活塞桿內孔不規則劃傷問題，同時還拓寬了EC3500臥式珩磨機的加工范圍，為深長孔的加工積累了一定的經驗，為今后該類型零件的加工打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]EC3500型臥式珩磨機《機床使用說明書》.