某型號不銹鋼尾罩的加工工藝研究

白文沼　李志虎

摘 要：不銹鋼類零件具有其不易變形，韌性大，熱強(qiáng)度高的特點(diǎn)，在某些地方是不能夠用鋁制件代替的。然而不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)低，容易導(dǎo)致加工硬化，且切削熱多。因此，相較于鋁制件，不銹鋼類零件的加工對機(jī)床性能的要求更高。本文對公司目前生產(chǎn)的某型號不銹鋼類尾罩的加工方法進(jìn)行研究，以到達(dá)科學(xué)，經(jīng)濟(jì)的加工方法。

關(guān)鍵詞：不銹鋼 工藝 鉆孔

1.引言

圖1所示為某型號連接器的尾罩，該零件大部分為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)類零件，只有線夾端為平面，加工方式即為普通的數(shù)控車床加工以及銑床加工。其常見的加工工藝流程為：下料-車削成型A-車削成型B-銑削成形（銑平面）—鉆孔—孔口倒角—去毛刺—攻絲、回牙-鍍-包裝入庫。由于零件材料是不銹鋼，且鉆孔位置在錐面上，故鉆孔工序是該零件的加工難點(diǎn)。

2.零件結(jié)構(gòu)分析

該零件整體結(jié)構(gòu)較為簡單，外形由圓柱面，錐面和平面以及螺紋孔組成，且圓柱面有直紋；內(nèi)腔由螺紋腔，規(guī)格為M48×2-6H，環(huán)形槽以及錐形腔組成，主要外徑尺寸為Φ520-0.16，Φ500-0.10，Φ400-0.12，R14。內(nèi)徑尺寸為Φ45.8+0.160，Φ37.1。零件屬型腔結(jié)構(gòu)，加工時材料切削量大，切削熱較多。

3.零件加工工藝分析

零件加工工藝流程：下料-車削成型A-車削成型B-銑削成形（銑平面）—鉆孔—孔口倒角—去毛刺—攻絲、回牙-鍍-包裝入庫。 下料規(guī)格為Φ55×300；車削成形A時先粗車外形，后精車外形，再滾直紋；車削成形B時，因為U鉆排削好，加工效率高，使用簡單，成本相對較低，且零件內(nèi)腔尺寸相對較大，故先采用U鉆鉆孔，再用鏜刀精鏜孔，然后使用螺紋車刀車內(nèi)螺紋；銑削成形時由數(shù)控銑床銑平面；鉆孔由數(shù)控小銑床分別對線夾端兩螺紋底孔和斜面螺紋底孔進(jìn)行鉆孔；孔口倒角為通過普通車床夾持，進(jìn)行手工倒角；去毛刺為手工去毛刺；攻絲、回牙則是通過相應(yīng)的絲錐通過臺式攻絲機(jī)SWJ-6進(jìn)行攻絲回牙；最后鍍覆和包裝入庫。

4.零件的加工難點(diǎn)

4.1.零件材料的加工難度

1. 由于零件材料為不銹鋼，在加工時，加工硬度相較于鋁制零件大，致使刀具磨損加快，且排屑難。

2.不銹鋼材料的低熱傳導(dǎo)性會引起刀具切削刃的塑性變形并使刀具的磨損加快。

3.積屑瘤容易引起微小塊金屬粉屑留在切削刃上，造成不良加工表面，光潔度差。

4.刀具與不銹鋼材料之間的化學(xué)關(guān)系造成的加工硬化和材料的低熱傳導(dǎo)性，不僅容易引起不尋常的磨損，而且還會引起刀具的崩刃和不正常的破裂。

4.2.零件結(jié)構(gòu)的加工難度

零件為平面結(jié)構(gòu)和回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)組成，整體結(jié)構(gòu)較為簡單，只需車削成形和銑削成形即可完成零件組要結(jié)構(gòu)的加工。但斜面的螺紋底孔，因其和錐形面成90°的關(guān)系，用公司的數(shù)控小銑床鉆孔時，因為刀具和斜面不垂直容易打滑，而使刀具崩斷，且不容易裝夾，加工效率低。這正是零件結(jié)構(gòu)的加工難點(diǎn)。

5.針對零件材料加工難度的解決方法

1.使用具有高熱傳導(dǎo)性的刀具，如硬質(zhì)合金刀具和高速鋼刀具，常見的刀具材料有YG8、YG6、YT30、YT15、YW1、W18Cr4V等。

2.合理選擇刀具幾何參數(shù)。如選擇較大前角γ和較小后角α。因為增大前角可以減小加工對象的塑性變形，降低切削溫度和切削力，并且較少硬化層的產(chǎn)生。而選擇較小后角，是由于當(dāng)增加后角時，切削刃的散熱能力和強(qiáng)度也隨之降低，所以，當(dāng)切削厚度大時，宜選用較小的后角。而主偏角Kr的選擇，基于這樣的原理：主偏角Kr的減小可以增加刀刃的工作長度，而刀刃的長度增加有利于散熱，但是在切削時徑向力會加大，容易產(chǎn)生振動。故常選取Kr的值為50°-90°。

3. 切削液和冷卻方式的選擇。不銹鋼材料的切削加工性差，所以，對切削液的冷卻、潤滑、滲透等性能要求較高。常用的切削液有乳化液和硫化油以及機(jī)油。乳化液具有較好的清洗、冷卻、潤滑等性能，常用于不銹鋼粗車。硫化油能在切削金屬過程中在其表面形成較高熔點(diǎn)的硫化物，而且在高溫下也不易被破壞，有很好的潤滑作用，并有一定的冷卻效果，適用于該尾罩的鉆孔，特別是型腔鉆孔。而機(jī)油的潤滑性能好，但冷卻和滲透性較差，適用于外圓精車。

6.針對零件結(jié)構(gòu)加工難度的解決方法

如前所述，該零件的加工難度為鉆零件斜面的螺紋底孔。為解決普通數(shù)控銑床加工該螺紋底孔效率低，刀具容易折斷的問題，本文擬從設(shè)計專用夾具，并在普通鉆床上加工螺紋底孔的方法著手。專用夾具可解決鉆螺紋底孔時刀具易折斷的問題。而鉆床則可提高加工效率。

該夾具由四部分組成，分別為夾具體1，夾具體2，鉆模板和定位板組成。其中，夾具體1，夾具體2和定位板的配合保證了零件錐形面的素線和水平線垂直。這樣，鉆床在鉆螺紋底孔時類似于鉆頭和平面接觸，不會打滑，解決了鉆頭易折斷的問題。同時，鉆模板能保證鉆頭不偏離，鉆孔位置精度高。

7.總結(jié)

該類不銹鋼零件的工藝優(yōu)化，除了優(yōu)化切削參數(shù)、刀具參數(shù)，提高機(jī)床性能，改善冷卻方式，制作專用夾具外，還有人為的方法，即提高操作工人的技術(shù)水平。任何難加工的零件，只有不斷的嘗試優(yōu)化加工工藝，才能攻堅克難，突破技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)公司產(chǎn)品質(zhì)量形象質(zhì)的飛躍。

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