高精度量具淬火后加工質量的工藝改進實例分析

吳 燕

（安徽方圓機電股份有限公司，蚌埠 233010）

高精度量具淬火后加工質量的工藝改進實例分析

吳 燕

（安徽方圓機電股份有限公司，蚌埠 233010）

介紹了兩例關于高精度量具在零件淬火后，無法加工或加工變形量大等質量問題的工藝改進實例。經實踐驗證，改進后的工藝方法方便、實用，加工的量具工裝既保證了加工質量，又符合圖紙工藝要求。該改進工藝結構簡單，易于操作，便于推廣。

量具，加工質量，工藝改進

通常情況下，量具加工對精度要求較高，材料淬火的硬度高，但在實際加工中，常常存在多種加工局限，例如，位置精度較高的孔，一般要用坐標鏜床加工，但由于淬火硬度較高，普通鉆頭根本無法加工；此外，一些專用量具在深槽加工過程中，尺寸較大，精度高，存在淬火后變形量大等問題。本文將通過具體實例介紹高精度量具淬火后加工質量的工藝改進方法。

1 加工實例1——角度測量器固定量板深槽加工

1.1 工藝分析

該類精度較高的深槽加工，一般工藝為：材料淬火后用加工精度較高的線切割加工，留0.02mm～0.03mm余量，然后采用鉗工精研至成品尺寸。由于該槽尺寸較大，實際加工中發現當切割為合格尺寸時，再進行鉗序加工時，口部彈開后，即使留有余量，由于材料變形大，口部尺寸也已經超過誤差允許范圍。分析原因，這可能跟材料應力有關，零件材料是T10A、淬火硬度為56HRC～64HRC時，淬火后內部應力集中，一旦材料從中間切開后，內應力釋放出來，就會造成加工面彈開變形。針對這一問題，可采取消除材料內應力的方式來解決。

1.2 采取措施

由于材料淬火后應力集中，加工后口部彈開，造成腰槽變形，口部尺寸超過誤差允許范圍。經分析研究，造成腰槽變形的因素可能為內應力，為了消除材料內應力，可采用兩種解決方案：第1種是在工件淬火前，8.03槽先銑開放余量，淬火后再用線切割進行精加工。但8.03槽銑開后，淬火后變形太大，此方案不可行。第2種方案是在工件淬火前，鉗工在8.03槽位置處用排鉆打孔消除材料內應力，如圖2所示，注意打孔的位置，距8.03槽底面留5mm余量，其余用 5排鉆打通并鋸開，淬火后用精度較高的線切割加工并留0.015mm～0.02mm余量，鉗工最后修研成形。

實驗結果表明，采用第2種方案加工，材料淬火后，內應力通過一排 5小孔得到釋放，那么，在線切割精加工時，就不會再出現大的變形，加工時尺寸穩定狀態良好。槽尺寸經檢驗合格，口部尺寸也在公差范圍內，尺寸達到圖紙要求，質量穩定，從根本上解決了加工難題，零件加工質量得到提高，廢品率大幅降低。

2 加工實例2——淬火后高精度孔鏜銑加工

在高精度孔的實際加工過程中，經常會出現孔的位置度和加工精度要求都很高，淬火硬度一般在58HRC～65HRC以上的情況。對于高精度的孔，通常采用坐標鏜床進行加工，但是，由于材料淬火后硬度很高，普通鉆頭根本無法加工，而購買合金刀具成本較高，因此加工質量可能會達不到要求，出現質量不合格等問題。圖3所示是某產品中噴管壁厚量具的關鍵部件，其 4孔的加工就需采用高精度孔加工工藝進行加工。本文分析了該量桿的加工工藝，并提出了改進措施，對比了改進前后的實際加工效果，檢驗了改進工藝的可行性。

2.1 工藝分析

該零件的材料為T10A，淬火硬度為58HRC～65HRC， 4孔與錐面垂直并偏移16°±8′的斜孔， 4孔用來裝配量頭。如圖3所示，該量桿加工完成后要保證與A、C基準面的位置度不大于0.05mm，與B面垂直度不大于0.03mm，這要求達到極高的加工精度，而且必須在A、B、C基準面加工后，用坐標鏜進行加工，但是，由于材料T10A淬火后硬度很高，普通鉆頭根本無法加工，購買合金刀具不僅成本較高，而且加工難度大，綜合考慮，一般是通過降低淬火硬度或改為調質處理后加工來解決這一問題。

2.2 工藝對比

原工藝加工方法為：先車外形→銑槽→熱處理調質→圓磨各圓面→工磨B槽面→鉗劃線→坐標鏜精鏜4孔成。

該方法只能臨時解決加工難題，由于材料降低淬火硬度后，量具極易磨損，容易引起誤差，影響量具精度，進而影響產品的質量；另外，材料降低淬火硬度后，量具使用壽命周期縮短，造成一定的浪費。因此，需要對此類量具加工工藝進行改進。

改進后的工藝方法為：先車外形→銑槽→鉗劃線預作孔→熱處理淬火→車作孔處配悶頭→圓磨各圓面→工磨B槽面→鉗劃線→坐標鏜精鏜 4孔成。通過對零件結構進行分析，為了保證頂模加工的同軸度達到最佳，右端配悶頭作中心孔，采用先在4孔位置作的沉孔和 4的通孔，淬火后再過盈配悶頭堵實，磨平B槽面后坐標鏜床加工斜孔的方式進行工藝改進。需要注意的是，由于孔的位置特殊，預作孔時必須先計算好孔的中心位置，防止埋偏。經實踐檢驗， 4孔的位置精度及要求均符合圖紙要求，同時保證了圖紙工藝淬火硬度，工裝量具滿足精度質量要求，從而提高了產品質量。

3 結束語

通過對兩例高精度量具淬火后加工工藝改進的實例進行分析，結果表明，這種工藝改進有效地解決了相關零件的加工難題，且改進工藝操作方便，產品質量穩定性好。這兩例高精度量具淬火后加工工藝改進的實例為以后加工類似高精度深槽及高位置精度孔零件提供了借鑒和參考。

1 吳宗澤. 機械設計實用手冊(第3版)[M]. 北京: 化學工業出版社, 2010

2 陳宏鈞. 實用機械加工工藝手冊(第4版)[M]. 北京: 機械工業出版社, 2016

1009-8119（2017）09（1）-0060-02