密封靴加工難題探討*

陳珠芳

(許昌煙草機械有限責任公司，河南許昌 461000)

1 引言

圖1為YF25濾棒發(fā)射機中核心部件——發(fā)射單元的模型簡圖。它主要由密封靴、發(fā)射鼓以及兩端配氣座組成，在發(fā)射鼓旋轉過程中，利用足夠的氣壓實現(xiàn)濾棒發(fā)射。

圖1 發(fā)射單元簡圖

圖2為密封靴的簡圖，φ90H5圓弧面的加工精度對發(fā)射單元的氣密性影響很大，若不能達到加工要求，機器的發(fā)射氣壓也就達不到要求。但是很難保證其在270mm長度范圍內圓柱度為0.01mm的公差要求。另外零件開口圓弧面的特點決定了在加工過程中極易出現(xiàn)變形，由于該圓弧面小于半圓結構，這在磨削中必然會因為“讓刀”而產生變形，進而影響圓柱度的公差，并且圓弧面的硬度要求達到:HRC55～60，這樣在一定程度上也增加了加工難度。

圖2 密封靴簡圖

2 工藝路線的確定

經分析圖紙，確定工藝流程為:粗銑外形及φ90H5圓勢-粗鏜φ90H5圓勢-調質處理-粗磨基準面-半精鏜φ90H5圓勢、銑槽、鉆鉸孔-真空淬火-磨準定位基準面-磨準φ90H5圓勢。

具體實施過程中，采取以下措施。

(1)在兩道序之間增加“冷處理”工藝 在試件粗加工后安排調質處理，以減少零件后序加工過程中因應力釋放而引起的變形。為達到耐磨性的要求，常規(guī)做法是安排淬火+回火工藝。筆者針對本零件的材質特點，為盡可能減少由于組織轉化所引起的零件變形，在淬火后沒有直接安排回火處理，而是在兩道序之間增加“冷處理”工藝。冷處理(針對淬火鋼)在零下80℃ ～110℃左右進行，可以有效改變材料組織結構，盡可能使經過淬火處理后的殘余奧氏體向馬氏體轉換，進而減小零件在磨削過程中以及磨削后還有組織結構轉變而引起零件變形，從而達到穩(wěn)定零件尺寸的目的，以更好地保證零件精度［1］。

(2)采用成對磨削 針對零件的結構特點，采用成對磨削不僅可提高效率，更為重要的是采用成對磨削可有效減少磨削過程中的“讓刀”現(xiàn)象，進而提高磨削質量。針對零件以及內圓磨床裝夾方式特點設計專用工裝［2］。工裝及工件裝夾效果如圖3、4所示。

圖3 工裝模型圖

圖4 工件裝夾模型圖

(3)先對其主要基準面進行磨削 為提高工件的定位精度，筆者另外要求在內圓磨床磨削￠90H5圓弧面前(圓弧面留下0.55～0.6mm磨削余量)，先對其主要基準面進行磨削。

在磨削加工的具體實施過程中，采用如下幾點來提高加工精度。

(1)為了提高磨削過程中系統(tǒng)的剛性，用40Cr鋼來制作磨桿，經過淬火處理并磨削。這樣磨桿的剛性得到增強。另外，還對磨削過程當中，盡可能減少砂輪超越孔口的長度L(見圖5)，以使系統(tǒng)的剛性得到進一步增強。

圖5 增強磨削系統(tǒng)剛性措施簡圖

(2)在精磨過程中采用加磨削液冷卻的方法，盡量減少磨削過程中的熱變形，除此之外，可在粗磨和精磨之間專門將緊固螺釘適當程度松開一段時間，便于應力與磨削熱更好的釋放，在精磨時，利用墊平法以保證工件及工裝的裝夾精度，從而保證磨削質量。

(3)由于密封靴表面質量要求較高，操作人員合理調整進給速度以提高圓弧面的表面粗糙度。

(4)為有效減少磨削中“喇叭口”現(xiàn)象的產生，要在精磨過程中根據實時測量結果，調整工件頭架軸線擺角，有效地避免了因自重產生的“喇叭口”現(xiàn)象。

(5)為保證工件的最終磨削質量，筆者對磨削工藝做出了優(yōu)化，將磨削過程分作粗磨、精磨和修整階段。當余量剩下0.15mm左右時，采取精磨。在粗磨與精磨之間，安排工件自然狀態(tài)下放置1h左右，便于應力與熱量的充分釋放，達到穩(wěn)定零件尺寸的目的。在修整階段，筆者選擇只進給、不吃刀，經試驗，當修整時間在30min左右時，工件的最終磨削質量最好，故安排修整時間為30min。主要磨削參數(shù)見表1。

表1 主要磨削參數(shù)

3 結論

經檢測，加磨削后φ90H5圓弧面的圓柱度誤差為0.007mm，滿足新的設計要求，符合其在270mm長度范圍內圓柱度為0.01mm的公差要求。

在發(fā)射鼓組件與密封靴加工完畢并經三坐標測量合格后，筆者將發(fā)射單元裝配成形，并重新進行了氣壓實測，氣壓能夠完全滿足設備要求。

［1］ 夏立芳.金屬熱處理工藝學［M］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社，2000.

［2］ 劉守勇.機械制造工藝與機床夾具［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2011.