碳鋼材質(zhì)長薄導(dǎo)軌加工生產(chǎn)工藝初探

肖學(xué)仕

摘要：通過對常用碳素結(jié)構(gòu)鋼長薄導(dǎo)軌的加工缺陷分析，對加工工藝提出有針對性的設(shè)計，避免此類零件加工過程中存在的各種形變問題。

關(guān)鍵詞：長薄導(dǎo)軌;機械加工;碳鋼;尺寸;形位公差

一、前言

最近幾年隨著人工智能技術(shù)的突破性發(fā)展，在電力、軍工、航空、航天、艦船等領(lǐng)域原有的老式控制管理系統(tǒng)，大多面臨改進或更新的需要，以跟上時代的發(fā)展的腳步。而在控制管理系統(tǒng)中，集中控制的控制柜設(shè)備在整個系統(tǒng)中，相當于中樞司令部。當然其中各種智能電子軟件系統(tǒng)至關(guān)重要，但輔助實現(xiàn)其功能的硬件設(shè)備也不可或缺。特別在控制柜操作裝置中，常用的抽屜結(jié)構(gòu)部分，需要頻繁的開啟和抽拉。這就要求抽屜抽拉部分要足夠靈活可靠穩(wěn)定。在設(shè)計類似裝置中，看似簡單不起眼的抽屜抽拉滑道，為了滿足其日常功用，但是其加工其實并不簡單。

因為在設(shè)計抽屜抽拉滑道時，既要考慮其功用，又要顧及其結(jié)構(gòu)簡單輕便。面臨如此考慮通常會把抽屜抽拉滑道的導(dǎo)軌，采用碳鋼類金屬材質(zhì)，設(shè)計的又長又薄。而由機械加工的特點可知，碳鋼材質(zhì)長薄零件的加工難度比較大。其難點一是尺寸精度不易保證，二者加工后容易因為加工應(yīng)力的關(guān)系，工件加工后會有較大的形變。而抽屜抽拉滑道的導(dǎo)軌，為了抽拉部分靈活可靠又要求導(dǎo)軌的形變量必須控制在較小的范圍內(nèi)。

二、碳鋼材質(zhì)長薄零件的加工工藝

以日常生產(chǎn)中常遇到的抽屜抽拉滑道Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼的導(dǎo)軌加工為例，鑒于技術(shù)保密的要求，把導(dǎo)軌實際設(shè)計圖做了簡化和較大改動，但不會影響介紹此類碳鋼材質(zhì)長薄零件加工的共同的對應(yīng)難點以及解決其問題的具體方法細節(jié)。見圖一。由圖一標注可知，零件長650mm，寬80mm，最厚部位13.9mm，最薄部位2.5mm，形位公差見圖示，表面粗糙度符合圖紙要求。此類零件的加工難點在于：形狀扁長在加工過程中，對加工應(yīng)力十分敏感，極易產(chǎn)生形變，而形變的產(chǎn)生又會影響零件的尺寸精度和形狀位置精度。導(dǎo)軌類零件在使用過程中，其尺寸和形位公差的超差會直接影響其正常使用。下面就結(jié)合零件的特點和難點，以加工流程為順序詳細介紹具體的加工注意細節(jié)。

a. 熱處理?選取Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼，下料外形尺寸18mm*90mm*665mm，下完料后先要做正火熱處理，正火溫度900～940℃，處理后的硬度HB110～130。熱處理后得到鐵素體為主和少量滲碳體，這樣會細化金屬組織晶粒，消除在鍛、軋、下料切割后的組織缺陷，改善鋼材的機械性能，增強其強度、韌性和塑性，消除內(nèi)應(yīng)力。

b.粗加工?參考圖二。利用銑床銑四周外形形狀，去除熱處理表面及下料余量。加工過程中要注意用小進刀量，特別在加工67mm凹槽尺寸的余量時。盡量減少加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。并且要注意形位公差的調(diào)整，表面粗糙度控制在1.6。

c.二次熱處理?處理前需先對零件進行鉗工手動校平。對粗加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，通過再次正火熱處理得以消除。

d.初步精加工?用數(shù)控銑床對二次熱處理后的工件進行初步精加工，也就是半精加工。具體尺寸參考圖一，單邊留余量0.20mm，保證形位公差、表面粗糙度符合圖二要求。

e.半精磨加工?磨前工件要用水平臺進行校平，平面度控制在0.05mm以內(nèi)。再測量各面尺寸確定余量，磨四面外形比圖紙尺寸要求單邊留0.05mm余量，保證形位公差、表面粗糙度符合圖一要求。這一步至關(guān)重要，既要滿足尺寸和形位公差要求，又要基本消除之前各序產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，為最終精加工做好準備。

f.細部功能元素和連接定位元素的加工?本零件已簡化。實際加工中可根據(jù)具體圖紙的要求進行加工。注意加工進刀量，減少內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。

g.精加工?先對零件進行最后校平。再測量各面尺寸確定最終加工余量，磨四面外形至圖紙尺寸要求，保證形位公差、表面粗糙度符合圖一要求。

h.鉗工整修?規(guī)整外形，去毛刺倒鈍、各面砂光。

i.表面鍍涂?零件表面鍍鋅處理和涂覆三防漆。

以上是基本完整的加工工序流程及注意點。根據(jù)實際情況，粗加工后增加過程中的熱處理，使得粗加工后產(chǎn)生的加工應(yīng)力得到及時釋放;在粗加工后增加鉗工校正，在半精磨加工中留有后續(xù)變形校正的余量;在細部功能元素和連接定位元素加工后才最終安排二次精磨修正之前留下的加工形變及去除各加工余量。

這樣的工藝流程較常規(guī)操作比較繁雜，但在進行新工序前可以確保及時消除加工內(nèi)應(yīng)力，使得每道工序的加工做到：基本消除前道工序產(chǎn)生的各種加工內(nèi)應(yīng)力，造成的形變的不利影響，減少尺寸和形位的累計誤差，最終得到合格的產(chǎn)品。有效避免出現(xiàn)零件加工內(nèi)應(yīng)力造成的變形，及配合尺寸的超差，帶來裝配后不能滿足實際使用要求，造成后續(xù)大工作量的返修，甚至報廢的情況產(chǎn)生。

三、結(jié)束語

此類導(dǎo)軌零件在具體產(chǎn)品中已經(jīng)得到廣泛的使用。以往此類零件的加工工序大多過于簡單，加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力得不到及時釋放，甚至在零件裝配后還會有較大的形變，這樣就導(dǎo)致最終使用會存在許多問題。通過對具體問題的分析判斷，有針對性的采取有效的應(yīng)對措施，較好避免了可能產(chǎn)生的各種問題。但在加工實踐中，因為工藝的較大改動也帶來了一些其他的問題。比如加工過程過于繁瑣，特別在校正環(huán)節(jié)要求十分仔細認真，加大和延緩了加工周期，人為因數(shù)的增加等等。所以期望相關(guān)同行處理此類問題有更好的解決方案。在滿足圖紙要求的前提下多快好省的完成其加工。

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