45°分型面O 形航空膠圈模具車削工藝

空軍93199 部隊飛機修理廠 (黑龍江哈爾濱 150223)朱金華 王 超

隨著航空工業的迅速發展，對液壓、氣動技術提出了更高的要求，O 形密封膠圈越來越起著重要的作用，O 形膠圈加工的精度也隨之不斷提高。為此，本文對批量小，種類多，精度要求又高的45°分型面O 形膠圈模具在臥式車床上反復實踐、探索，總結出了一套成功的加工工藝，并對其產生不合格的原因及排除方法進行分析，供大家參考。

一、45°分型面O 形膠圈模具結構分析

45°分型面O 形膠圈壓模模具，是由上、下模和定位銷組成。上、下模的結合面是45°錐形，結合面中部有壓制膠圈的圓弧型腔，型腔側面有余膠槽，結合面外沿有啟模槽。主要是通過上、下模合模后錐面和端面配合定位，這樣有利于合模和脫模(見圖1)。

壓模一般采用45 鋼，調質處理，硬度為30～34HRC。此模具不僅對各型腔尺寸及配合精度要求高，而且對模具整體的平行度、位置度、同軸度等有很高的要求。

圖1 45°分型面O 形膠圈壓模模具

二、45°分型面O 形膠圈模具加工工藝

由于45°分型面O 形膠圈壓模模具加工精度要求較高，需采用多把刀具才能完成加工。根據先粗后精、先近后遠、內外交叉、路線最短等原則，加工工藝如下:

1.粗車初形及熱處理

(1)車端面、外圓，鉆定位銷底孔、倒角等。

(2)小滑板旋轉45°車上、下模的錐面，留2mm的精車余量。

(3)熱處理。調質:硬度30～34HRC。

2.精車下模

以外圓為夾緊面，選擇外圓與B 面為統一基準面，以保證位置精度要求較高的錐面和型腔在一次裝夾下完成加工(見圖2)。

圖2 45°上、下模示意圖

(1)找正初胎。精車外圓及端面B 等，45°膠圈壓模模具的外圓是作為測量和對刀的基準，偏差不大于0.01mm，精車或用鉸刀加工定位銷孔，達到設計尺寸;正轉精車錐面，用萬能角度尺對錐面進行測量，應達到公差范圍內，并拋光達到表面粗糙度值Ra=0.4μm。

(2)精車膠圈模型腔時，原旋轉45°小滑板不動。安裝提前用工具磨床加工的成形圓弧刀(刀桿材料為白鋼)，并與分型錐面相互垂直。在此需要注意的是，一定要運用一些方法來削除機床誤差與不必要的人為誤差，從而保證型腔尺寸的準確性。

(3)加工型腔關鍵一步就是確定型腔中徑的尺寸，只要找的正確加工無誤，上下模具才能不錯位，采用Y值對刀。以外圓直徑D 為對刀基準面 (見圖3)。定好中滑板和小滑板的刻度;縱向搖動大滑板向右;橫向進刀至中徑Dcp處;橫向進刀計算公式

圖3 45°下模對刀方法示意圖

式中，Y 是中滑板進刀值;D 是模具外徑的實際尺寸;Dcp是模具中徑的設計尺寸;R 是圓弧刀的半徑。

向左搖動車床大滑板，使圓弧刀輕輕接觸錐面，反轉并使圓弧刀刃在工件上輕輕刻劃一條線痕，用卡尺準確測量，檢驗中徑尺寸是否正確。

(4)確定準確無誤后，低速反轉加工型腔，將小滑板緩慢均勻進刀，進刀尺寸為R。在進刀中，中間至少有一次測量檢驗，中間測量法是加工中的關鍵，主要是靠測量尖邊、測量中徑、并用樣板進行光隙測量。當R 刀進給尺寸一定時，X 就有一個確定值。

中間測量公式

式中，R 是圓弧刀半徑，M 是進刀量，D下測是下模型腔尖邊測量尺寸。最后測量公式

(5)拋光達到表面粗糙度值Ra=0.2μm (不允許將型腔尖銳角倒鈍)。

3.精車上模

以外圓與A 面為裝夾定位基準(見圖2)。

(1)找正初胎。精車外圓及端面A 等;反轉精車錐面，精車上模錐面時，要注意留出適當的加工余量，以便用來消除上、下模錐度配合誤差，著色檢驗錐面及端面配合情況，錐面配合不好時可根據著色程度，適當調整車床小滑板的旋轉角度進行再精車，精車、研磨后的錐面配合著色面積要達到95%以上，表面粗糙度值達到Ra=0.4μm。

(2)錐面及端面配合完好后，調整后的45°小滑板不動，方可精車膠圈模型腔。

(3)Y 值對刀法與加工下模相同，用Y 值進刀(見圖4)。

橫向進刀計算公式

圖4 45°上模對刀方法示意圖

(4)確定準確無誤后，低速正轉加工型腔，將小滑板緩慢均勻進刀，進刀尺寸為R。在加工中，中間至少有一次測量檢驗。

中間測量公式

式中，D上測是上模型腔尖邊測量尺寸。

最后測量公式

(5)拋光表面粗糙度值達到Ra=0.2μm (不允許將型腔尖銳角倒鈍)。

4.其他加工

(1)定位銷加工:上模采用過盈配合，下模采用間隙配合。

(2)磨削加工:①上下模合上后，對兩端進行磨削加工。②總高度、表面粗糙度、平行度等達到圖樣設計要求精度。

(3)試壓膠圈，檢驗合格后，打印件號。

(4)電鍍。為提高模具使用壽命，上、下模及定位銷均鍍鉻。

三、不合格的原因及排除方法

整個一套45°分型面O 形膠圈模具的完成多達22道工序、54 個工步。雖然模具結構比較簡單，但要保證航空膠圈精度，需要在模具加工中對每道工序都要進行嚴格把關。

1.兩錐面配合不對

(1)錐度不正確。搬轉小拖板時，一定要對準刻度數值，工作中及時檢查校對角度。

(2)大小端尺寸不正確。工作前一定要計算準確，工作中要及時測量，發現誤差及時糾正。

(3)雙曲線誤差。工作中車刀尖要嚴格對準中心，不能過高也不能過低，過高或過低都會出現誤差。

2.上下模型腔錯位

(1)上、下模計算錯誤。排除方法:工作前一定要認真進行計算，不能馬虎，得出計算值一定要準確，測量時手中的卡尺、千分尺要拿正、讀準。

(2)圓弧刀對刀方法不對。排除方法:工作中正確對刀，及時測量，不能進多或進少尺寸。

3.上下模型腔不合格

(1)型腔橢圓。工作中進刀量太少。

(2)型腔過大。工作中進刀量太大。

四、結語

通過運用以上加工工藝車制的60 多套45°分型面O 形膠圈模具，尺寸精度及形位公差要求都得到了保證，提高了生產效率，降低了制造成本，在實踐中已經得到了很好的驗證。為保證航空安全可靠性維修提供了有力的支撐。