鋼廠排氣裝置中專(zhuān)用法蘭加工工藝的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

□ 林榮娜 □ 李坤淑

萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山東萊蕪 271100

圖1為鋼廠排氣裝置中的專(zhuān)用法蘭零件，該零件的毛坯為模鍛件，材料為F91，含Cr量較高，還含有多種強(qiáng)碳化物，具有良好的抗氧化性能和較高的高溫蠕變強(qiáng)度，耐高溫高壓，切削加工性能好。零件的主要加工表面是:① φ170±0.2 mm與φ215mm之間的外圓錐面；②φ215mm的大端端面；③φ164的內(nèi)孔。要求φ164內(nèi)孔和大端端面對(duì)基準(zhǔn)A的圓跳動(dòng)公差均為0.02 mm，同時(shí)取外圓錐面的中心線為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。在以往的加工過(guò)程中，以外圓錐面作為精基準(zhǔn)加工的圓跳動(dòng)公差，精度很難保證。由于加工時(shí)精度要求和刀具的不同，采用數(shù)控車(chē)床加工反而沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。為此，根據(jù)工藝要求考慮將整個(gè)工序分解，選用不同的車(chē)床和不同的刀具分別完成對(duì)零件的加工，既節(jié)省了裝夾、拆卸刀具的時(shí)間，又保證了零件上不同的精度要求。對(duì)此，筆者設(shè)計(jì)并實(shí)施了如下工藝方案，解決了精基準(zhǔn)定位難的問(wèn)題，提高了生產(chǎn)效率。

1 定位基準(zhǔn)的選擇

▲圖1 排氣裝置中專(zhuān)用法蘭零件圖

在分析工件定位時(shí)，選擇定位基準(zhǔn)是制定工藝規(guī)程的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。在第一道工序中，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，首先選擇φ170±0.2 mm的外圓面作為粗基準(zhǔn)，可保證各加工表面都有均勻的加工余量，然后選擇精度要求較高的內(nèi)孔φ164+0.10為精基準(zhǔn)。在無(wú)法實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)重合的情況下，為了更好地滿足φ164+0.10內(nèi)孔和大端端面對(duì)基準(zhǔn)A的圓跳動(dòng)公差 （0.02 mm）要求，將φ170±0.2 mm的外圓加工出5 mm長(zhǎng)的高精度凸臺(tái)作為輔助定位基準(zhǔn)。

2 工藝路線的擬定

鋼廠排氣裝置中專(zhuān)用法蘭零件屬于大批量生產(chǎn)，由零件圖上的技術(shù)要求分析可知，其加工質(zhì)量要求較高，應(yīng)把整個(gè)加工過(guò)程劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工階段，分別由3臺(tái)車(chē)床、3位工人完成各道工序，這樣既可以保證加工質(zhì)量，合理使用機(jī)床，又能提高生產(chǎn)效率。其加工工藝路線見(jiàn)表1。

（1）粗車(chē)。本工序首先選擇了φ170±0.2 mm的外圓作粗基準(zhǔn)，工件的毛坯為退火帶孔鍛件材料，表面凹凸不平，切削沖擊力較大，易導(dǎo)致刀具崩刃。在熱軋后的退火處理過(guò)程中，形成了一些硬而脆的氧化物，加劇了切削加工中的刀具磨損。因此，在粗車(chē)時(shí)，刀具材料選用W18Cr4V。為保證刀具最大耐用度，使用標(biāo)準(zhǔn)乳化液，刀具前角 γ0選擇 0～5°，后角 α0選擇 5～8°，刀尖采用鈍圓，鈍圓半徑γβ=0.03 mm；切削速度v=50 m/min，切削深度ap=2 mm，進(jìn)給量f=0.3 mm/r。

表1 鋼廠排氣裝置中專(zhuān)用法蘭零件工藝路線

（2）半精車(chē)。為了保證徑向圓跳動(dòng)公差要求，選擇了大端φ170 mm的止孔作為半精車(chē)的基準(zhǔn)。刀具材料選擇 YG8，刀具前角 γ0選擇 15～20°，后角 α0選擇 5～8°；切削速度 v=100 m/min，切削深度 ap=0.8 mm，進(jìn)給量f=0.2 mm/r。注意φ170±0.2 mm外圓的外端要留出1 mm的加工余量作為工藝凸臺(tái)，既為精車(chē)提供精基準(zhǔn)，又可提高夾緊剛度，減少夾緊變形。

（3）精車(chē)。為了解決基準(zhǔn)不重合的難題，在φ170±0.2mm外圓上加工出5 mm長(zhǎng)的凸臺(tái)作為輔助精基準(zhǔn)，在一次定位裝夾下，將φ170±0.2 mm與φ2150-0.072mm之間的外圓錐面、大端端面和φ164+0.10mm的內(nèi)孔一起加工出來(lái)，隨后定位夾緊φ2150-0.072mm外圓，車(chē)掉φ170±0.2 mm外圓上5 mm的凸臺(tái)。刀具材料選擇YT15，刀具前角 γ0選擇 15～20°，后角 α0選擇 5～8°；切削速度v=200 m/min，切削深度ap=0.2 mm，進(jìn)給量f=0.15 mm/r。

3 加工余量及工序尺寸

該法蘭零件采用模鍛毛坯，毛坯精度為3級(jí)精度，毛坯的質(zhì)量約3 kg。根據(jù)零件圖、技術(shù)要求和加工工藝等要求，對(duì)主要表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定如下。

表2 外圓錐面加工余量

表3 內(nèi)孔加工余量

4 結(jié)束語(yǔ)

適合于排氣裝置中專(zhuān)用法蘭零件的加工方案與各參數(shù)的確定，是在加工實(shí)踐中對(duì)工藝方案幾次修改后得到的，該方案很好地保證了尺寸及位置精度要求，尤其是解決了工藝難題，提高了生產(chǎn)效率。目前該工藝方案已在生產(chǎn)中使用近半年，收效非常顯著。

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