減少輪轂鉆孔凸臺壁厚差的研究

連美麗 李 寧 田倬于 李 巖 王冠勛

（駐馬店中集華駿鑄造有限公司，駐馬店 463000）

1 背景介紹

隨著國家對超載的治理越來越嚴(yán)格，現(xiàn)在整車都在往輕量化方向發(fā)展，輪轂作為其中的一個零件也在減重。通常在保證達到使用要求的前提下，在法蘭處去除多余的材料，只保留鉆孔用的凸臺，但是凸臺型結(jié)構(gòu)會給加工帶來一定難度。如果用于鉆孔定位的中心和凸臺分度圓的中心不同心，就會造成實際鉆孔的中心和理論的凸臺中心不重合而導(dǎo)致鉆孔后孔邊到凸臺邊緣存在壁厚差。若能減少因錯箱或漲箱帶來的壁厚差，就能減少報廢、提高成品率、降低成本。

本文通過理論分析和模擬，找出造成鉆孔后壁厚差的原因，并針對原因制定對策，找出一種有效的解決問題的方法，并以此為指導(dǎo)，降低在加工中因壁厚差帶來的報廢比例。

原來的加工工藝是第一序加工時把工件放置在立車上夾緊后直接加工，這樣的加工工藝，無法解決在夾持時因鑄造錯箱、漲箱造成的上下箱不同心問題，導(dǎo)致鉆孔的實際位置偏離理論位置，進而導(dǎo)致鉆孔后壁厚差偏大造成報廢。

新方法已被應(yīng)用于實際生產(chǎn)過程中，新工藝是第一序加工時把工件放置在立車上先進行校正，通過校正減少凸臺分度圓中心和夾緊處毛坯外圓中心的同心度，進而減少鉆孔后壁厚差、提高成品率。

2 壁厚差產(chǎn)生的原因

2.1 鑄件方面的原因

以駐馬店中集華駿鑄造有限公司生產(chǎn)的002輪轂為例對壁厚差產(chǎn)生的原因進行分析。輪轂鑄造時是由上箱、下箱和芯子組合共同完成的，上下箱合箱的地方稱為分型面，如圖1所示，分型面以上粗實線部分是上箱形成的表面，分型面下端是下箱形成的表面，中間內(nèi)孔是由芯子形成的。但在實際的鑄造過程中，并不像圖1所示都在理論位置，毛坯在鑄造過程中由于合箱時上下分型面錯位、砂型緊實度不夠等原因會導(dǎo)致鑄件存在錯箱、漲箱等鑄造問題。一旦上下箱存在錯箱，上箱的中心和下箱的中心就會不同心。

2.2 加工方面的原因

在加工時，第一序夾持下箱的外圓，支撐下法蘭面，如圖1所示，這時如果不經(jīng)校正，直接加工的話，夾持下端的外圓車出來的孔和上箱凸臺分度圓的中心不同心。在鉆孔時，以內(nèi)孔作為徑向定位孔，這就導(dǎo)致凸臺分度圓的中心（由毛坯形成）和定位孔定位中心不同心，我們稱這種不同心為中心偏移量，如圖2所示。

圖1 第一序裝夾示意圖

圖2 鉆孔位置示意圖

由于中心偏離量的存在，所鉆的孔是以其中的一個凸臺中心作為角向定位，以車出來的孔作為中心進行圓周分布的，實際鉆孔位置不在理論位置，這就導(dǎo)致每個凸臺和鉆孔的中心不在同一個位置上，鉆孔的邊緣到凸臺的邊緣存在壁厚差。中心偏移量不同，所產(chǎn)生的壁厚差也不一樣。選擇了6組中心偏移量，對壁厚差即圖2中的a、b差值進行了測量，數(shù)據(jù)如表1所示。

壁厚差不僅影響外觀，還影響使用強度，當(dāng)壁厚差超出客戶的要求時，產(chǎn)品就要報廢。要想減少壁厚差，首先要減少定位孔的定位中心和凸臺分度圓中心的差值。

3 減小凸臺分度圓中心和定位孔定位中心差值的對策

3.1 方案

第一序夾持下箱的外圓，支撐下法蘭面，夾緊后先在外圓上進行試切，試切后發(fā)現(xiàn)外圓有部分車著有部分車不著，然后在車著的外圓附近的支撐臺上墊墊片，車著的量不一樣，選擇墊片的厚度也不一樣，通過墊墊片調(diào)整上箱凸臺分度圓的中心位置，減少凸臺分度圓的中心和車床主軸中心的差值，進而減少定位孔的定位中心和凸臺分度圓中心的差值。

表1 中心偏移量和壁厚差對應(yīng)表

3.2 加工驗證

在加工時按上述方法操作，將中心偏移量盡量控制在0.5mm左右，以刀具從毛坯外圓往里車1mm時一周都能車到為準(zhǔn)，這樣加工出來的凸臺偏移量最大在2mm，有些錯箱量太大的校正不過來，直接報廢，不再進行后續(xù)加工。根據(jù)加工跟蹤，校正加工與沒有校正加工相比，成品率由96%提升至99%，大大提高了輪轂成品率，減少了成本的浪費，取得了良好的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

根據(jù)以上分析得知，在鑄造過程中，毛坯存在很多的鑄造問題，這些問題增加了加工難度，有的甚至造成報廢。本文研究因錯箱給加工帶來的問題，通過加工校正，減少定位孔的定位中心和凸臺分度圓中心的中心偏移量，進而減小鉆孔后孔邊到凸臺邊緣的壁厚差。經(jīng)過實際加工驗證，大大提高了成品率，降低了成本，得到全廠上下一致好評，并得到廣泛的推廣。