快速接頭閥套以車代磨技術(shù)

■長治清華機械廠 （山西 046012） 萬 慶 李曉波

快速接頭閥套以車代磨技術(shù)

■長治清華機械廠 （山西 046012） 萬 慶 李曉波

摘要：從工藝、工裝夾具、刀具及工藝參數(shù)等幾方面介紹了快速接頭“以車代磨”技術(shù)的應(yīng)用，簡化了加工工藝，改善了零件的加工質(zhì)量，提高了加工效率。

1. 以車代磨技術(shù)現(xiàn)狀

車削加工是機械制造行業(yè)中最基本、最廣泛的一種工藝方法。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控―組合機床系統(tǒng)剛性及精度的提高，各種新型刀具材料在車削行業(yè)的不斷運用，使得車削替代磨削成為可能，同時在生產(chǎn)實踐中取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，現(xiàn)在已成為行業(yè)發(fā)展趨勢。

所謂“以車代磨”，就是在工件加工過程中，以精車加工代替磨削加工，保證工件尺寸精度、形位精度及表面粗糙度的方法。

以車代磨加工方法與傳統(tǒng)的先車后磨加工方法相比，具有以下優(yōu)點：①車削具有比磨削更高的加工效率，其金屬切除率通常是磨削加工的3～4倍，而所消耗能量僅為磨削加工的1/5。②車削可獲得良好的加工精度，避免磨削加工帶來的表面燒傷及裂紋。③一次裝夾使精度和生產(chǎn)安全性明顯提高。④車削加工是潔凈加工，多數(shù)情況下加工過程中無須切削液。一方面避免“驟冷”帶給刀具壽命及表面質(zhì)量的影響，另一方面降低廢液處理造成的成本浪費。⑤能夠滿足和適應(yīng)柔性化生產(chǎn)的需求。

隨著數(shù)控技術(shù)的深入，組合機床在機械制造行業(yè)的深入推廣，車削代替磨削成為機械制造行業(yè)新的發(fā)展趨勢。但由于生產(chǎn)企業(yè)、操作者的認(rèn)識不足，普遍還是在粗加工時采用車削工序，精加工時采用磨削工序的方法，尤其是高硬度材料的加工。另一方面，車削替代磨削加工的理論研究不足，操作規(guī)范不足以指導(dǎo)生產(chǎn)實踐，加工時切削參數(shù)、刀具材料的選擇全憑借操作工人的經(jīng)驗，易導(dǎo)致加工過程中的盲區(qū)。

2. 快速接頭閥套以車代磨工藝改進

快速接頭閥套如圖1所示，圖2為其立體圖。

圖1

圖2

快速接頭閥套熱處理后，最終保證尺寸精度和形位精度采用的加工工序為精磨后再精車。

按此工藝流程，在精加工過程中，需要使用磨床和車床兩種設(shè)備，進行多次裝夾才能夠?qū)崿F(xiàn)零件尺寸精度及位置精度要求，實際操作中存在如下缺點：為保證各外圓、內(nèi)孔相對基準(zhǔn)孔φ18H8的同軸度要求，在進行磨削工序時以外圓為基準(zhǔn)進行找正，精磨φ18H8內(nèi)孔；同時以精磨內(nèi)孔配制心軸，再以心軸定位，精磨各外圓尺寸，以保證圖樣要求。按原工藝流程，靠磨削來保證零件的尺寸及形狀公差要求，很大程度取決于半精加工裝夾定位的精度，如裝夾不當(dāng)，勢必造成后續(xù)磨削工序的偏磨或無法找正等缺陷；另一方面，磨削無法加工的表面，還需最后精車工序完成，工件多次裝夾重復(fù)定位而影響加工精度。

由于原加工工藝有以上缺點，所以決定使用“以車代磨”，使用精車一道工序代替最后的精磨和精車工序，以減少工件裝夾次數(shù)，提高工件加工精度。

3.“以車代磨”加工工藝

（1）加工設(shè)備及工藝裝備：采用數(shù)控加工設(shè)備，設(shè)計加工如圖3所示定位套工裝。

以定位套外圓找正，其端面靠齊自定心卡盤，實現(xiàn)工裝的徑向、軸向定位。加工時依靠工件螺紋的旋合及端面對正來實現(xiàn)精確定位。一次裝夾車削左端面及外圓φ34.6f7，換刀具同時加工φ28H8、φ24.82和φ22H8三個內(nèi)孔尺寸及60°錐度，這樣既保證零件加工精度，又滿足位置公差要求。使用車削技術(shù)替代磨削技術(shù)，減少了工序間的轉(zhuǎn)換，提高了生產(chǎn)效率；同時車削加工能有效避免磨削造成的表面燒傷，獲得良好的表面質(zhì)量。

（2）刀具材料選用：工件材料為4Cr13，屬馬氏體類型不銹鋼，熱處理要求48～52HRC，因此選擇TIACN刀具。該刀具有極好的高溫硬度，沖擊強度和抗破碎性能較好，與普通硬質(zhì)合金刀具相比，其切削速度可提高一個數(shù)量級；由于外圓均布10個φ4.9mm內(nèi)孔在精車之前加工，將會導(dǎo)致精車外圓時切削的不連續(xù)性，容易使刀具崩刃，但該刀具能夠在繼續(xù)切削過程中保持定位不變，因此能夠控制外圓表面的加工質(zhì)量。

（3）工藝系統(tǒng)要求：由于材料淬火硬度要求較高，在車削過程中產(chǎn)生的切削力將增加50%以上，切削所需功率也會增加2倍左右，對機床系統(tǒng)的剛性提出了更高要求。為保證精車后表面質(zhì)量和磨削之后的表面質(zhì)量一致，所用機床主軸的徑向和軸向振動必須保持在2mm以內(nèi)，且良好的溫度補償性能必不可少，同時還必須避免加工過程中的“陡動”效應(yīng)。

圖3

（4）切削參數(shù)選擇：工件材料硬度越高，其切削速度應(yīng)越小。但切削速度減少，切削過程中產(chǎn)生的切削熱會集中在切削部位，增加工件的熱變形，因此切削速度不易過小。而半精加工后外圓表面留下的加工余量僅為0.2mm，加工表面粗糙度值要求為Ra=3.2mm。為減少零件加工變形，提高加工表面質(zhì)量，同時兼顧加工精度和生產(chǎn)效率的要求，進給量選擇在0.03～0.07mm/r的范圍，切削速度的范圍選擇在20 ～70m/min。

鏜削內(nèi)孔時，切削壓力大，會增加鏜刀桿的扭力和切向力。為避免振動及變形，采用小刀尖半徑。同時減小切削深度和進給量。

4. 結(jié)語

車削的優(yōu)勢在于其靈活性和加工速度的快捷性，而磨削的優(yōu)勢是其加工的精準(zhǔn)性。能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，并將兩者有效結(jié)合，互相補充，將會實現(xiàn)社會化大生產(chǎn)的經(jīng)濟優(yōu)勢；如果能夠?qū)煞N工藝綜合在組合機床上，也勢必是一種新工藝方面的嘗試。

收稿日期：（20141225）