復(fù)雜殼體深長軸承孔加工工藝

柯 麗

(中鋼集團(tuán)西安重機(jī)有限公司 陜西西安 710201)

1 前言

殼體零件本身具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、孔系多、孔系間縱橫交錯(cuò)等特點(diǎn)，殼體零件存在多種類型的特征加工，深長臺(tái)階軸承孔系的加工是殼體特征加工之一，其孔系突出的加工特點(diǎn)就是孔系深、孔徑公差要求嚴(yán)格，有裝配要求的相關(guān)孔徑之間的形位公差要求嚴(yán)格，按照一般的加工原則及加工方法很難保證工藝要求。

2 問題的提出

針對(duì)深長軸承孔系加工中不易保證的工藝要素，我們需要尋求新的解決途徑從而提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)高效產(chǎn)出。下面以某殼體為例尋求深長軸承孔系的最佳加工方案。

2.1 存在問題

2.2 原有工序內(nèi)容加工工步

目前臺(tái)階軸承孔內(nèi)容加工工步安排：

1)先鉆孔φ4.1，孔深45；

2)將φ4.1孔擴(kuò)至φ4.5，孔深67；

3)鉆孔φ3.6，孔深80；

4)用專用組合擴(kuò)孔鉆擴(kuò)φ4.5孔至φ5、φ3.6孔至φ4；

圖1 孔系圖

3 問題分析

3.1 問題分析描述

某殼體深長軸承孔系的加工，機(jī)加工工序的安排符合深長孔系的加工習(xí)慣，該孔系加工中普通材質(zhì)鉸刀磨損非常嚴(yán)重，每加工2-3件零件刀具就無法保證孔徑尺寸要求，甚至一把新刀具在加工第一件零件時(shí)出現(xiàn)磨損嚴(yán)重現(xiàn)象無法保證孔徑要求，后改為合金鉸刀，加工情況雖有所改善，但每加工4-6件零件就同樣出現(xiàn)刀具嚴(yán)重磨損。根據(jù)合金鉸刀材料及刀具加工性能發(fā)現(xiàn)：合金鉸刀在鋁制殼體孔系的加工中產(chǎn)生的棱度較大，也就是加工出的孔徑尺寸可能已經(jīng)超差，但塞規(guī)通端下不去；即孔徑的圓柱度超差，從而影響到裝配、使用過程中軸承運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活。

3.2 問題的初步解決方案

1)按照常規(guī)的工藝安排習(xí)慣在零件加工中尋找解決方案時(shí)首先想到，精鉸內(nèi)孔后增加研磨內(nèi)孔來嘗試保證孔徑尺寸要求，研磨內(nèi)孔往往是殼體加工中保證高精度孔徑尺寸及高精度粗糙度的首選方法。經(jīng)過分析研磨頭研磨內(nèi)孔的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)研磨僅僅是修復(fù)孔徑內(nèi)的最高點(diǎn)，只保證在孔徑最小處塞規(guī)的通端能下去，孔徑尺寸加大部位無法顯示，所以不能從根本上解決問題，同時(shí)因手工研磨不易保證孔徑的跳動(dòng)及同軸度要求，軸承孔系跳動(dòng)0.1mm、跳動(dòng)0.05mm理論狀態(tài)下不受研磨工序影響，實(shí)際操作中存在手工偏差，軸承孔徑件的跳動(dòng)會(huì)有所影響。在研磨內(nèi)孔不影響孔徑之間跳動(dòng)量理論的指導(dǎo)下，研磨后孔徑間的跳動(dòng)不在計(jì)量，因此孔徑間的跳動(dòng)量也成為孔系中軸承運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活的隱含要素。

2)根據(jù)該殼體以往修理工藝方法的啟示，嘗試用鏜孔的方法加工軸承孔系，修理工藝中修理后實(shí)際孔徑公差都大于原始公差要求，雖然存在孔徑尺寸超差但不影響裝配軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)樾蘩頃r(shí)找正相鄰本身孔，而在軸承孔的加工中無基準(zhǔn)可找，孔徑小、孔深，刀桿太細(xì)，隨著孔徑的深入刀具擺動(dòng)量過大，無法保證相鄰孔間的跳動(dòng)。

4 解決問題

4.1 對(duì)零件孔系加工使用的刀具材料和形狀的改變

通過對(duì)該殼體軸承孔系集中加工方法的試用均未取得理想效果，后嘗試從刀具入手：

1)將原工序擴(kuò)孔鉆材料改為硬質(zhì)合金，要求擴(kuò)孔精度高、刀具擺動(dòng)小以保證工藝底孔間的跳動(dòng)量；

3)將組合粗鉸刀的材料改為硬質(zhì)合金，將其刀刃形狀改為螺旋狀(根據(jù)刀具指導(dǎo)成本，該刀具刀刃形狀可不進(jìn)行更改)。

4.2 對(duì)零件孔系加工工藝方法的改變

1)先鉆φ4孔，深67；

2)再鉆φ3，孔深80；

3)使用擴(kuò)孔組合鉆擴(kuò)φ4、φ孔，在此過程中需要清理孔系中的殘余物；

4)鉆孔φ5.5，孔深15；

5)用銑刀銑φ4、φ55孔留余量0.2mm；

通過對(duì)孔系加工刀具的創(chuàng)新性改造，在加工中取得初步成效，孔系中的加工孔徑基本滿足工藝要求。粗鉆φ6、φ5、φ4孔使機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速提高到600r/min，組合粗鉸φ5、φ4孔主軸轉(zhuǎn)速提高至800r/min，組合粗鉸φ5、φ4孔主軸轉(zhuǎn)速提高到1000r/min，僅有效加工時(shí)間和生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間縮短了1倍以上。

5 推廣應(yīng)用

將提高殼體零件特征深長軸承孔系加工質(zhì)量及加工效率的方法應(yīng)用到殼體零件同類深長孔系的加工中，減少加工內(nèi)容的超差率及零件返工：

1)從刀具材料性能、刀刃形狀的改良；

2)在現(xiàn)場(chǎng)加工室切削中總結(jié)、積累加工參數(shù)使加工程序、切削參數(shù)最優(yōu)化；

3)合理安排工序加工內(nèi)容，為了節(jié)約生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，殼體零件的加工存在多道工序內(nèi)容并行加工，工序內(nèi)容的優(yōu)化、合理安排也是縮短生產(chǎn)周期的關(guān)鍵。有效建議：嘗試給合金材料繳入適量α-鈦，以提高刀具的耐磨性。

6 結(jié)束語

殼體零件的特征加工是殼體類零件的技術(shù)難點(diǎn)之一，更優(yōu)化的特征加工工藝方法的嘗試、應(yīng)用及推廣解決了殼體零件因技術(shù)問題產(chǎn)生的生產(chǎn)滯后情況，達(dá)到充實(shí)工藝基礎(chǔ)知識(shí)、提高上產(chǎn)效率的目的。同時(shí)殼體類零件難點(diǎn)的逐一突破將是零件高效加工的技術(shù)保障，也是提升工藝專業(yè)知識(shí)面臨的新途徑。