淺談如何提高零件涂層跳動合格率

曹琳

摘 要：該零件自生產開始，涂層跳動超差問題就頗為棘手。針對零件易變形的問題，采取多方面改進措施，自制工裝，試驗刀具，調整檢測方案等。達到零件涂層跳動合格率95%以上。

關鍵詞：薄壁件；變形；噴涂；夾具

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A

1引言

該零件自生產開始，由于變形所引起的零件超差就十分嚴重。其中由于零件的涂層跳動不合格數就占到50%以上。通常采取二次返噴進行零件挽救加工，這樣重復進行去涂層、噴涂和車涂層等幾道工序，增加了零件的加工成本，嚴重影響零件的交付時間，給工廠創匯造成了一定阻力。所以，提高零件涂層跳動合格率存在必要性，也具有較大的現實意義。

2零件及涂層問題簡介

（1）零件簡介

該零件為民用航空發動機上的密封件，沒有加強筋，其壁厚2.032mm，外形尺寸見圖。零件加工包含車、銑、鉆、鉸，特種工藝包括熒光、噴涂。反復的加工造成零件變形嚴重，于是控制變形，成為零件合格與否的關鍵。

（2）涂層問題

該零件涂層跳動要求0.08mm，超差較為嚴重，合格率不足50%。為挽救零件，通常采取返噴的措施，嚴重影響零件交付進度，增加了成本與勞動力。不少零件由于涂層得超差而造成報廢，損失較大。

3針對涂層跳動問題確定的總體方案

（1）總體分析

零件涂層不合格有幾個方面的因素造成：

①零件在車銑加工中造成變形，殘余應力隨時間的釋放，進一步加劇零件變形；

②零件在噴涂工序發生變形，噴涂溫度造成零件內應力釋放，整體形狀發生變化；

③車涂層工序夾具存在一定問題，不能完全限制住零件基準平面；

④刀具及參數的選擇不能滿足涂層合格要求，加工方案也有待改進。

（2）確定總體方案

改進車銑加工方案，更改噴涂夾具，自制車涂層夾具及約束測具，確定合適刀具及加工方案。

4解決方案

就確定的整體方案，從不同角度入手，尋求最優策略，達到提高零件合格率及效率的目的。

（1）改進車銑加工方案

對于車加工，調整所有半精車加工余量，給精車工序留余量由先前的1mm更改為0.5mm，以減少變形量，增加時效時間，由先前的24小時更改為72小時。對于銑加工，由以前的輪廓銑加工，更改為插銑和線切割方案及對稱銑加工。如此減少去除余量產生的內應力，控制零件變形，

（2）改進噴涂夾具

由于先前夾具對零件限制不足，端蓋止口尺寸過大，對小端外圓限制不夠。噴涂時，瞬間溫度造成零件內應力釋放，零件變形進一步加劇。且噴涂后部分零件大端基準圓度超差過多，造成零件無法加工，甚至報廢。故在原夾具的基礎上重新設計端蓋，解決了約束問題。

（3）自設車涂層夾具

原車涂層夾具，端面有四處開口用于檢測零件基準尺寸，這樣零件放置在夾具上，勢必造成基準A面多處未與夾具面接觸。若本身零件狀態不佳，由于零件自身變形所產生的不平度，則不能被消除。按這種狀態加工的零件，將零件取出并調整角度，約束檢測則涂層跳動很難合格。基于這種狀況，自設工裝夾具，增大夾具接觸面，解決了這個問題。

（4） 確定合適刀具及加工方案

改進前，采用R0.8機夾刀片，采用參數為20-30R/MIN，切削進給量為0.05-0.15mm/r，切削深度為0.1-0.5mm。并采用一次性加工直到零件涂層底端。由于該刀片前角較小，且刀片較頓，切削刃不夠鋒利，切削涂層時產生較大的切削力。如此，零件小端在車削時，會呈現不規則變形情況。且涂層與基體硬度相差較大，會出現涂層凹陷及兩根筋突出的現象。

基于這種狀況，對刀具進行更換，采用鋒利的焊接刀，參數為轉速33.5r/min ，切削深度0.1-0.5mm ，進給量 0.22mm/r。 采取加工方案為：先對兩根筋進行車削，然后留取0.1mm余量，再對涂層進行車削，最大限度防止受力不均，這樣大幅提高零件合格率。

5 零件改進后的跟蹤

方案該進后，跟蹤部分零件數據：

（1）銑加工采取方案

如表1所示，采取線切割與插銑兩種方案，對零件變形影響相當，由于插銑去除余量速度較快，于是采取插銑方案進行加工。一定程度降低量了零件的變形量。

表1

銑加工比較

線切割

順序號 加工前平面度 加工后平面度 平面度變化量 加工前圓度 加工后圓度 圓度變化量

1 0.15 0.15 0 0.03 0.04 0.01

2 0.15 0.15 0 0.14 0.14 0

3 0.13 0.14 0.01 0.02 0.02 0

4 0.12 0.13 0.01 0.05 0.05 0

5 0.1 0.12 0.02 0.17 0.17 0

插銑

1 0.1 0.11 0.01 0.11 0.11 0

2 0.09 0.09 0 0.06 0.06 0

3 0.1 0.11 0.01 0.12 0.13 0.01

4 0.12 0.12 0 0.08 0.09 0.01

5 0.15 0.16 0.01 0.08 0.08 0

（2）關于噴涂前后數據收集

噴涂前后對零件變形影響非常大。部分零件由于噴涂原因變形十分大，基準B在修大端時無法進行加工。所以有必要對噴涂夾具進行整改，對整改后零件進行觀察，發現零件狀態有所好轉，于是進一步降低了零件的變形量。

結語

通過該次更改，實現了零件涂層跳動合格率達到95% 以上，同時也積累了不少關于薄壁零件變形控制的經驗，為以后類似零件的加工提供了一條嶄新的思路。

參考文獻

[1] 吳濤，朱流，酈劍，等.熱噴涂技術現狀與發展 [J].國外金屬熱處理，2005（5）.

[2] 陳曉薇.薄壁零件加工工藝方法研究 [J]. 機械工程師，2013（01）.endprint

摘 要：該零件自生產開始，涂層跳動超差問題就頗為棘手。針對零件易變形的問題，采取多方面改進措施，自制工裝，試驗刀具，調整檢測方案等。達到零件涂層跳動合格率95%以上。

關鍵詞：薄壁件；變形；噴涂；夾具

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A

1引言

該零件自生產開始，由于變形所引起的零件超差就十分嚴重。其中由于零件的涂層跳動不合格數就占到50%以上。通常采取二次返噴進行零件挽救加工，這樣重復進行去涂層、噴涂和車涂層等幾道工序，增加了零件的加工成本，嚴重影響零件的交付時間，給工廠創匯造成了一定阻力。所以，提高零件涂層跳動合格率存在必要性，也具有較大的現實意義。

2零件及涂層問題簡介

（1）零件簡介

該零件為民用航空發動機上的密封件，沒有加強筋，其壁厚2.032mm，外形尺寸見圖。零件加工包含車、銑、鉆、鉸，特種工藝包括熒光、噴涂。反復的加工造成零件變形嚴重，于是控制變形，成為零件合格與否的關鍵。

（2）涂層問題

該零件涂層跳動要求0.08mm，超差較為嚴重，合格率不足50%。為挽救零件，通常采取返噴的措施，嚴重影響零件交付進度，增加了成本與勞動力。不少零件由于涂層得超差而造成報廢，損失較大。

3針對涂層跳動問題確定的總體方案

（1）總體分析

零件涂層不合格有幾個方面的因素造成：

①零件在車銑加工中造成變形，殘余應力隨時間的釋放，進一步加劇零件變形；

②零件在噴涂工序發生變形，噴涂溫度造成零件內應力釋放，整體形狀發生變化；

③車涂層工序夾具存在一定問題，不能完全限制住零件基準平面；

④刀具及參數的選擇不能滿足涂層合格要求，加工方案也有待改進。

（2）確定總體方案

改進車銑加工方案，更改噴涂夾具，自制車涂層夾具及約束測具，確定合適刀具及加工方案。

4解決方案

就確定的整體方案，從不同角度入手，尋求最優策略，達到提高零件合格率及效率的目的。

（1）改進車銑加工方案

對于車加工，調整所有半精車加工余量，給精車工序留余量由先前的1mm更改為0.5mm，以減少變形量，增加時效時間，由先前的24小時更改為72小時。對于銑加工，由以前的輪廓銑加工，更改為插銑和線切割方案及對稱銑加工。如此減少去除余量產生的內應力，控制零件變形，

（2）改進噴涂夾具

由于先前夾具對零件限制不足，端蓋止口尺寸過大，對小端外圓限制不夠。噴涂時，瞬間溫度造成零件內應力釋放，零件變形進一步加劇。且噴涂后部分零件大端基準圓度超差過多，造成零件無法加工，甚至報廢。故在原夾具的基礎上重新設計端蓋，解決了約束問題。

（3）自設車涂層夾具

原車涂層夾具，端面有四處開口用于檢測零件基準尺寸，這樣零件放置在夾具上，勢必造成基準A面多處未與夾具面接觸。若本身零件狀態不佳，由于零件自身變形所產生的不平度，則不能被消除。按這種狀態加工的零件，將零件取出并調整角度，約束檢測則涂層跳動很難合格。基于這種狀況，自設工裝夾具，增大夾具接觸面，解決了這個問題。

（4） 確定合適刀具及加工方案

改進前，采用R0.8機夾刀片，采用參數為20-30R/MIN，切削進給量為0.05-0.15mm/r，切削深度為0.1-0.5mm。并采用一次性加工直到零件涂層底端。由于該刀片前角較小，且刀片較頓，切削刃不夠鋒利，切削涂層時產生較大的切削力。如此，零件小端在車削時，會呈現不規則變形情況。且涂層與基體硬度相差較大，會出現涂層凹陷及兩根筋突出的現象。

基于這種狀況，對刀具進行更換，采用鋒利的焊接刀，參數為轉速33.5r/min ，切削深度0.1-0.5mm ，進給量 0.22mm/r。 采取加工方案為：先對兩根筋進行車削，然后留取0.1mm余量，再對涂層進行車削，最大限度防止受力不均，這樣大幅提高零件合格率。

5 零件改進后的跟蹤

方案該進后，跟蹤部分零件數據：

（1）銑加工采取方案

如表1所示，采取線切割與插銑兩種方案，對零件變形影響相當，由于插銑去除余量速度較快，于是采取插銑方案進行加工。一定程度降低量了零件的變形量。

表1

銑加工比較

線切割

順序號 加工前平面度 加工后平面度 平面度變化量 加工前圓度 加工后圓度 圓度變化量

1 0.15 0.15 0 0.03 0.04 0.01

2 0.15 0.15 0 0.14 0.14 0

3 0.13 0.14 0.01 0.02 0.02 0

4 0.12 0.13 0.01 0.05 0.05 0

5 0.1 0.12 0.02 0.17 0.17 0

插銑

1 0.1 0.11 0.01 0.11 0.11 0

2 0.09 0.09 0 0.06 0.06 0

3 0.1 0.11 0.01 0.12 0.13 0.01

4 0.12 0.12 0 0.08 0.09 0.01

5 0.15 0.16 0.01 0.08 0.08 0

（2）關于噴涂前后數據收集

噴涂前后對零件變形影響非常大。部分零件由于噴涂原因變形十分大，基準B在修大端時無法進行加工。所以有必要對噴涂夾具進行整改，對整改后零件進行觀察，發現零件狀態有所好轉，于是進一步降低了零件的變形量。

結語

通過該次更改，實現了零件涂層跳動合格率達到95% 以上，同時也積累了不少關于薄壁零件變形控制的經驗，為以后類似零件的加工提供了一條嶄新的思路。

參考文獻

[1] 吳濤，朱流，酈劍，等.熱噴涂技術現狀與發展 [J].國外金屬熱處理，2005（5）.

[2] 陳曉薇.薄壁零件加工工藝方法研究 [J]. 機械工程師，2013（01）.endprint

摘 要：該零件自生產開始，涂層跳動超差問題就頗為棘手。針對零件易變形的問題，采取多方面改進措施，自制工裝，試驗刀具，調整檢測方案等。達到零件涂層跳動合格率95%以上。

關鍵詞：薄壁件；變形；噴涂；夾具

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A

1引言

該零件自生產開始，由于變形所引起的零件超差就十分嚴重。其中由于零件的涂層跳動不合格數就占到50%以上。通常采取二次返噴進行零件挽救加工，這樣重復進行去涂層、噴涂和車涂層等幾道工序，增加了零件的加工成本，嚴重影響零件的交付時間，給工廠創匯造成了一定阻力。所以，提高零件涂層跳動合格率存在必要性，也具有較大的現實意義。

2零件及涂層問題簡介

（1）零件簡介

該零件為民用航空發動機上的密封件，沒有加強筋，其壁厚2.032mm，外形尺寸見圖。零件加工包含車、銑、鉆、鉸，特種工藝包括熒光、噴涂。反復的加工造成零件變形嚴重，于是控制變形，成為零件合格與否的關鍵。

（2）涂層問題

該零件涂層跳動要求0.08mm，超差較為嚴重，合格率不足50%。為挽救零件，通常采取返噴的措施，嚴重影響零件交付進度，增加了成本與勞動力。不少零件由于涂層得超差而造成報廢，損失較大。

3針對涂層跳動問題確定的總體方案

（1）總體分析

零件涂層不合格有幾個方面的因素造成：

①零件在車銑加工中造成變形，殘余應力隨時間的釋放，進一步加劇零件變形；

②零件在噴涂工序發生變形，噴涂溫度造成零件內應力釋放，整體形狀發生變化；

③車涂層工序夾具存在一定問題，不能完全限制住零件基準平面；

④刀具及參數的選擇不能滿足涂層合格要求，加工方案也有待改進。

（2）確定總體方案

改進車銑加工方案，更改噴涂夾具，自制車涂層夾具及約束測具，確定合適刀具及加工方案。

4解決方案

就確定的整體方案，從不同角度入手，尋求最優策略，達到提高零件合格率及效率的目的。

（1）改進車銑加工方案

對于車加工，調整所有半精車加工余量，給精車工序留余量由先前的1mm更改為0.5mm，以減少變形量，增加時效時間，由先前的24小時更改為72小時。對于銑加工，由以前的輪廓銑加工，更改為插銑和線切割方案及對稱銑加工。如此減少去除余量產生的內應力，控制零件變形，

（2）改進噴涂夾具

由于先前夾具對零件限制不足，端蓋止口尺寸過大，對小端外圓限制不夠。噴涂時，瞬間溫度造成零件內應力釋放，零件變形進一步加劇。且噴涂后部分零件大端基準圓度超差過多，造成零件無法加工，甚至報廢。故在原夾具的基礎上重新設計端蓋，解決了約束問題。

（3）自設車涂層夾具

原車涂層夾具，端面有四處開口用于檢測零件基準尺寸，這樣零件放置在夾具上，勢必造成基準A面多處未與夾具面接觸。若本身零件狀態不佳，由于零件自身變形所產生的不平度，則不能被消除。按這種狀態加工的零件，將零件取出并調整角度，約束檢測則涂層跳動很難合格。基于這種狀況，自設工裝夾具，增大夾具接觸面，解決了這個問題。

（4） 確定合適刀具及加工方案

改進前，采用R0.8機夾刀片，采用參數為20-30R/MIN，切削進給量為0.05-0.15mm/r，切削深度為0.1-0.5mm。并采用一次性加工直到零件涂層底端。由于該刀片前角較小，且刀片較頓，切削刃不夠鋒利，切削涂層時產生較大的切削力。如此，零件小端在車削時，會呈現不規則變形情況。且涂層與基體硬度相差較大，會出現涂層凹陷及兩根筋突出的現象。

基于這種狀況，對刀具進行更換，采用鋒利的焊接刀，參數為轉速33.5r/min ，切削深度0.1-0.5mm ，進給量 0.22mm/r。 采取加工方案為：先對兩根筋進行車削，然后留取0.1mm余量，再對涂層進行車削，最大限度防止受力不均，這樣大幅提高零件合格率。

5 零件改進后的跟蹤

方案該進后，跟蹤部分零件數據：

（1）銑加工采取方案

如表1所示，采取線切割與插銑兩種方案，對零件變形影響相當，由于插銑去除余量速度較快，于是采取插銑方案進行加工。一定程度降低量了零件的變形量。

表1

銑加工比較

線切割

順序號 加工前平面度 加工后平面度 平面度變化量 加工前圓度 加工后圓度 圓度變化量

1 0.15 0.15 0 0.03 0.04 0.01

2 0.15 0.15 0 0.14 0.14 0

3 0.13 0.14 0.01 0.02 0.02 0

4 0.12 0.13 0.01 0.05 0.05 0

5 0.1 0.12 0.02 0.17 0.17 0

插銑

1 0.1 0.11 0.01 0.11 0.11 0

2 0.09 0.09 0 0.06 0.06 0

3 0.1 0.11 0.01 0.12 0.13 0.01

4 0.12 0.12 0 0.08 0.09 0.01

5 0.15 0.16 0.01 0.08 0.08 0

（2）關于噴涂前后數據收集

噴涂前后對零件變形影響非常大。部分零件由于噴涂原因變形十分大，基準B在修大端時無法進行加工。所以有必要對噴涂夾具進行整改，對整改后零件進行觀察，發現零件狀態有所好轉，于是進一步降低了零件的變形量。

結語

通過該次更改，實現了零件涂層跳動合格率達到95% 以上，同時也積累了不少關于薄壁零件變形控制的經驗，為以后類似零件的加工提供了一條嶄新的思路。

參考文獻

[1] 吳濤，朱流，酈劍，等.熱噴涂技術現狀與發展 [J].國外金屬熱處理，2005（5）.

[2] 陳曉薇.薄壁零件加工工藝方法研究 [J]. 機械工程師，2013（01）.endprint