淺談挖泥船泥泵吸口端封水腔襯套加工工藝

吳祝華

（中交廣州航道局有限公司舶船維修分公司，廣東 廣州510000）

0 引言

為提高挖泥船的泥泵吸口端封水腔襯套的耐磨性，延長其使用壽命，襯套材料選用Hardox400。此種材料具有耐磨性好、強度高、硬度高等特性，能很好地滿足泥泵吸口端封水腔襯套的使用特性，節省使用成本。但由于工件材料硬度高和工件直徑大、壁?。▓D1），導致工件加工制作過程中，存在合金刀粒難切削和工件整體強度不夠、裝夾容易發生變形等加工難題。為解決這些難題，本公司組織了專業的技術人員，通過實踐探討總結出了一套比較完善的加工工藝，最終解決了難題。

圖1 挖泥船泥泵吸口端封水腔襯套圖

1 挖泥船泥泵吸口端封水腔襯套的加工方案

通過設計工裝夾具轉移機床夾盤鎖緊力和使用優質陶瓷刀粒代替合金刀粒切削等措施解決了上述加工難題，現將加工方案介紹如下：

1.1 設計工裝夾具解決工件裝夾變形問題

根椐工件的外形特點及加工要求，分析設計出簡單的、有足夠強度的工裝夾具（圖2），通過轉移工件裝夾位置，將機床夾盤鎖緊力轉移到夾具上，確保工件上車床裝夾、夾緊不發生變形，如圖3所示。

圓盤夾具的凸臺部分用于與工件A端面平接，設計的6個U形槽方便工件與夾具焊接加固，以及加工完成后工件與夾具的打磨分離。工件與夾具連接后上車床，直接裝夾鎖緊的是圓盤夾具，夾具整體強度較大，裝夾時車床夾盤鎖緊力不足以使夾具發生變形，所以上部的待加工工件也不會發生變形。

1.2 選用優質陶瓷刀粒代替合金刀粒進行加工切削

圖2 夾具圖

圖3 工件裝夾圖

選用優質陶瓷刀粒代替合金刀粒進行加工切削。進口或國產的優質陶瓷刀粒具有如下特性：（1）高硬度（硬度達HRC85以上）、高強度（600～900MPa），保證能對 Hardox400材料順利進行切削。（2）抗高溫氧化性好。耐熱性和抗高溫氧化性好，在1 100～1 400℃時，仍能保持較高的硬度、強度進行長時間切削。（3）具有較好的斷裂韌性和良好的抗沖擊能力，加工過程中刀粒不容易斷裂。（4）高抗熱震性，較低的熱膨脹系數，刀粒受切削熱量影響時外形尺寸變化小，能確保工件加工精度。

選用具有以上特性的優質陶瓷刀粒進行加工切削，既解決了工件材料硬難切削的問題，又提高了生產效率和加工質量。

1.3 改進泥泵吸口端封水腔襯套U型口的加工方法

由于工件材質硬度高，如采用傳統的U型口銑削加工方法，即使刀具選用優質陶瓷刀粒，生產效率依然偏低，加工成本高。原因如下：（1）工件材質硬，加工又是斷續切削，導致刀粒在加工過程中不停地受到撞擊，容易造成刀粒崩裂。（2）斷續切削加工過程中工件和刀具振動大，導致加工表面粗糙度差，成型不美觀。（3）傳統的銑削方式是采用去除原材料的加工方法，需將U型里面的原材料由上往下逐層去除，一次進刀2～3mm，103mm的加工深度需要往復進刀40～50次，切削時間長，造成機器成本和人工成本高，生產效率低。

針對上述情況，本公司經過市場調查了解后，決定委托專業的機加工廠家改用線切割加工U型口，只需將工件在機床工作臺上裝夾、校正好后，利用連續移動的細鉬絲（稱為電極絲）作電極，沿著U型對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。切割速度可達3～5m／min，只需短短的幾秒鐘即可完成U型口切割。相比傳統的銑削加工，效率高，成本小，且加工精度高，成型美觀。

2 襯套車削加工步驟及保證加工質量的要點

2.1 襯套車削加工步驟

（1）將工件上立車車平如圖1所示的A端面。

（2）以加工好的工件A端面為底面，將工件平放于夾具凸臺平面上，同心裝配工件與夾具，均勻分布內、外圓加工余量，利用6段小間斷焊，焊接均勻固定（圖4）。

圖4 工件與夾具連接圖

（3）將工件與夾具的連接體用天車吊上車床裝夾，以夾具?1 266外圓和夾具A基準面作為外圓和平面的校正基準，校正后按圖紙要求先粗加工工件，再精加工工件。

（4）車削完成后，用手動砂輪機磨掉6段小間斷焊，使工件與夾具分離，并將焊點打磨平整光順。

2.2 車削過程中保證加工質量的要點

（1）加工工件A端面時，因工件整體強度差，裝夾不應太緊，車床轉速應在25r／min為宜，吃刀深度和進刀速度要小一些，確保加工安全和工件裝夾變形小一些。

（2）工件與夾具連接的間斷焊，在確保工件與夾具牢固的情況下，應越小越好，盡量縮小焊接熱影響工件材質變化。

（3）工件與夾具連接后的加工，車床轉速要調快一些，并且吃刀量要小，防止車削力過大擠壓工件變形，以保證工件加工尺寸的準確性和獲得較好的表面光潔度。

（4）各車削加工工序車床轉速、進刀量、吃刀深度等參數如表1所示較為合理。

表1 車削參數表

3 結語

生產實踐證明，通過使用優質陶瓷刀粒切削工件，自行設計簡單、有效的工裝夾具轉移裝夾力，選用線切割加工U型口等工藝措施，解決了挖泥船泥泵吸口端封水腔襯套使用Hardox400耐磨材料后的加工難題，為其選用耐磨材料、延長使用壽命提供了必要的支撐。另外，此工藝可考慮應用在同類耐磨工件的加工上，并在生產實踐中進一步探討與發展，利用新技術與新設備，進一步提高加工效率和質量。

［1］劉會霞.金屬工藝學［M］.北京：機械工業出版社，2008