精密盤類零件車削加工方法解析

鄭大勇 楊會君

（1.沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司工裝制造廠，遼寧沈陽 110043；2.沈陽黎明航空零部件制造有限公司，遼寧沈陽 110043）

一、零件工藝分析

由于此件為平衡零件用工裝，要求所有面跳動不大于0.02。因此，在工藝上重點(diǎn)保證兩個方面：1.加工精度。2.防止加工變形。以下就這兩方面進(jìn)行分析論述：

①考慮加工要求很高，車削加工在工藝上可以分為三步走。第一步，粗加工，單邊留0.5～1mm。第二步，熱處理后進(jìn)行精加工。

②其他各面要考慮在精加工時以內(nèi)孔為基準(zhǔn)加工。兩面可以用精平磨加工。以此面及內(nèi)孔為基準(zhǔn)加工各圖，保證尺寸公差。

二、材料選擇：

由于圖紙要求20#材料滲碳處理。但在加工很困難。因此在加工時改為材料38CrMoAl（氮化處理）。改變加工方法，降低加工難度。

粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，進(jìn)行半精加工，各圖可以均車留0.5～1mm，各孔留磨0.5～1mm每邊。采用去加工應(yīng)力回火手段，再進(jìn)行精加工。除要求精度高的孔，均加工到尺寸。從理論及實(shí)際上38CrMoAlA涂氮對此件不大于0.005mm。涂氮后，精加工各孔，從而保證圖紙要求。

三、加工方法：

1.由于毛坯尺寸余量大，在粗加工時，用三爪卡盤，夾緊零件外徑，以零件左端面及毛坯外徑為粗基準(zhǔn)進(jìn)行加工。車床轉(zhuǎn)速120轉(zhuǎn)/分，走刀量0.4mm/秒，吃刀深度3mm。在刀具選擇上，選用45°外圓偏刀，車刀前角要選擇小一些，一般在2°～3°，后角在3°～5°。刀尖處要刃磨出R0.5-R0.8mm的刀尖圓弧，刀刃處要有0.1～0.2的過度刃，以便增大刀具的強(qiáng)度及耐用度。刀具材料選擇YG8，或者YG6的鎢鈷類硬質(zhì)合金，鎢鈷類硬質(zhì)合金的特點(diǎn)是韌性及耐磨性好，抗沖擊力強(qiáng)。

2.粗車加工完畢后，要對零件進(jìn)行熱處理、半精車，進(jìn)行熱處理工序低溫回火，此目的是為了消除在上工序機(jī)械加工時，在零件內(nèi)部產(chǎn)生的機(jī)械加工應(yīng)力。防止零件產(chǎn)生彈性變形。

3.以上工序加工完后，就進(jìn)入精車加工階段。

為防止加工零件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,使用車床磨具,用砂輪代替硬質(zhì)合金車刀,從而大大降低了因切削時產(chǎn)生的加工應(yīng)力和由于切屑熱產(chǎn)生的變形，而且夾具磨具磨削的表面粗糙度小于車刀車削出的表面粗糙度，從而保證零件的表面粗糙度值為Ra1.6、Ra0.8。

圖1

由于此工序?yàn)榫庸すば颍鶞?zhǔn)的選擇由為重要，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，在精加工工序選擇為A為定位基準(zhǔn)，而51.5兩端為輔助基準(zhǔn)。而在刀具的選擇上用牌號YT15的硬質(zhì)合金車刀，刀具前角8°～10°，刀具后角3°～5°，刀尖處圓弧為0.1～0.mm，刃傾角10°～12°，主偏角為90°外圓車刀加工。車床轉(zhuǎn)速160轉(zhuǎn)/分，車刀量選擇0.05mm/秒，進(jìn)給量（f）0.01mm.

由于Φ152及Φ129.975內(nèi)外表面加工后，再用三爪卡盤夾緊，因?yàn)榱慵诒。桩a(chǎn)生塑性變形，嚴(yán)重影響零件的加工質(zhì)量，所以車削一根外徑與 相結(jié)合間隙0.01mm，長度為34mm的圓棒。在用0.5mm厚，寬20mm的銅皮包住Φ152外徑，防止卡盤卡傷零件，而影響表面粗糙度。用四爪卡盤夾緊Φ152外徑，并用百分表找正內(nèi)孔及51.5mm左端面，并保證同心度和垂直度都是0.01。夾緊后，用主偏角為90°牌號為YT15的外圓硬質(zhì)合金精車刀加工外徑后，用R3圓弧車刀加工24mm右端面及R3處圓弧，再用內(nèi)孔車刀加工出3×60°倒角。

把準(zhǔn)備好的車床磨具裝到刀架上，并安裝好砂輪，主軸轉(zhuǎn)數(shù)36轉(zhuǎn)/分，并調(diào)試好砂輪的正反轉(zhuǎn)，用扇形軟卡盤裝夾零件處，注意夾緊力大小要合適，夾緊力多大易使零件變形。因?yàn)橛密嚧材ゾ哌M(jìn)行磨削加工零件受力小，故夾緊力可相對小些，防止產(chǎn)生變形。夾緊后用百分表找正內(nèi)孔和51.5尺寸右端面，保證同心度和垂直度都是0.01。用砂輪磨削Φ289、Φ152及4.5右端面，保證圖紙要求。

結(jié)語

通過此項零件的加工過程，在超薄盤類零件的加工上積累了一部分經(jīng)驗(yàn)。同時對于在普通車床上使用立車磨具進(jìn)行加工表面粗糙度及尺寸精度較高的零件進(jìn)行了一些成功的嘗試。

[1]機(jī)械設(shè)計手冊[Z].

[2]金屬材料手冊 [Z].