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▌ 工艺分(fēn)析
根据图样提供的技术要求,工件采用(yòng)无缝钢管进行加工,内孔和外壁的表面粗糙度為(wèi)Ra1.6μm,用(yòng)車(chē)削可(kě)达到,但内孔的圆柱度為(wèi)0.03mm,对于石墨制品薄壁零件来讲要求较高。在批量生产中,工艺路線(xiàn)大致為(wèi):下料——热处理(lǐ)——車(chē)端面——車(chē)外圆——車(chē)内孔——质检。
“内孔加工”工序是质量控制的关键。我们抛开外圆、薄壁套管就内孔切削来说就难保证0.03mm的圆柱。
▌ 車(chē)孔的关键技术
車(chē)孔的关键技术是解决内孔車(chē)刀(dāo)的刚性和排屑问题。增加内孔車(chē)刀(dāo)的刚性,采取以下措施:
(1)尽量增加刀(dāo)柄的截面积,通常内孔車(chē)刀(dāo)的刀(dāo)尖位于刀(dāo)柄的上面,这样刀(dāo)柄的截面积较少,还不到孔截面积的1/4,如下左图所示。若使内孔車(chē)刀(dāo)的刀(dāo)尖位于刀(dāo)柄的中心線(xiàn)上,那么刀(dāo)柄在孔中的截面积可(kě)大大地增加,如下右图所示。
(2)刀(dāo)柄伸出長(cháng)度尽可(kě)能(néng)做到比加工工件長(cháng)度長(cháng)5~8mm,以增加車(chē)刀(dāo)刀(dāo)柄刚性,减小(xiǎo)切削过程中的振动。
▌ 解决排屑问题
主要控制切削流出方向,粗車(chē)刀(dāo)要求切屑流向待加工表面(前排屑),為(wèi)此采用(yòng)正刃倾角的内孔車(chē)刀(dāo),如下图所示。
精車(chē)时,要求切屑流向向心倾前排屑(孔心排屑),因此磨刀(dāo)时要注意切削刃的磨削方向,要向前沿倾圆弧的排屑方法,如下图所示精車(chē)刀(dāo)合金用(yòng)YA6,目前的M类型,它的抗弯强度、耐磨、冲击韧度以及与钢的抗粘和温度都较好。
刃磨时前角磨以圆弧状角度10°-15°,后角根据加工圆弧离壁0.5-0.8mm(刀(dāo)具底線(xiàn)顺弧度),c切削刃角k向為(wèi)§0.5-1為(wèi)沿切屑刃B点修光刃為(wèi)R1-R1.5,副后角磨成7°-8°為(wèi)适,E内刃的A-A点磨成圆向外排屑。
▌ 加工方法
(1)加工前必须要做一件护轴。护轴主要目的:把車(chē)好的薄壁套内孔以原尺寸套住,用(yòng)前后顶尖固定使它在不变形的情况下加工外圆,保持外圆加工质量、精度。所以,护轴的加工对加工薄壁套管的工序是关键环节。
加工护轴毛胚用(yòng)45﹟碳结构圆钢;車(chē)端面、开两头B型顶尖孔,粗車(chē)外圆,留余量1mm。经热处理(lǐ)调质定形、再精車(chē)留0.2mm余量研磨。重新(xīn)热处理(lǐ)碎火表面,硬度HRC50,再经外圆磨床磨成如下图所示,精度达要求,完工后待用(yòng)。
(2)為(wèi)能(néng)使工件一次性加工完毕,毛胚留夹位和切断余量。
(3)先把毛胚作热处理(lǐ)调质定形,硬度為(wèi)HRC28-30(可(kě)加工范围的硬度)。
(4)車(chē)刀(dāo)采用(yòng)C620,首先把前顶尖放进主轴锥位固定,為(wèi)防止夹薄壁套时的工件变形,增加一个开环厚套,如下图所示。
為(wèi)保持批量生产,薄壁套管外圆的一头经加工為(wèi)统一尺寸d,t的尺是轴向夹位,个薄壁套管压紧,提高車(chē)内孔时的质量,保持尺寸。考虑到有(yǒu)切削热产生,工件膨胀尺寸难掌握。需要浇注充分(fēn)的切削液,减少工件的热变形。
(5)用(yòng)自动定心三爪卡盘将工件夹牢,車(chē)端面,粗車(chē)内圆。留余量0.1-0.2mm精車(chē),换上精車(chē)刀(dāo)把要切削余量加工到护轴满过度配合和粗糙度的要求。卸下内孔車(chē)刀(dāo),插入护轴至前顶尖,用(yòng)尾座顶尖按長(cháng)度要求夹紧,换外圆車(chē)刀(dāo)粗車(chē)外圆,再精車(chē)达图样要求。经检验合格,用(yòng)切断刀(dāo)按長(cháng)度要求尺寸切断。為(wèi)使工件断开时的切口平整,刀(dāo)刃口要斜磨,使工件端面平整;护轴磨小(xiǎo)的一段就是為(wèi)了切断留有(yǒu)空隙而磨小(xiǎo),护轴為(wèi)减少工件变形,防止振动,以及切断时掉下碰伤原故。
▌ 结论
以上方法加工石墨制品薄壁套管,解决了变形或造成尺寸误差和形状误差而达不到要求的问题,实践证明加工效率较高,易于操作,并且适合加工较長(cháng)的石墨制品薄壁零件,尺寸易掌握,一次性完工,批量生产也较实际。
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