薄壁套類零件成批生產工藝

■江蘇愛吉斯海珠機械有限公司 （淮安 223100） 張加中 高金剛

薄壁套類零件成批生產工藝

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1. 典型零件分析

本零件屬于發動機核心零部件之一的干式氣缸套（見圖1），上端φ91mm為支撐肩外圓尺寸，8mm為支撐肩高度尺寸，φ85mm為裝配外圓尺寸，φ80mm為內圓尺寸，壁厚2.5mm，外圓軸心與內圓軸心平行度公差為0.015mm，支撐肩下端對內孔中心線跳動公差為0.025mm，內外圓自由狀態下圓度都為0.025mm。其中關鍵控制尺寸為：內孔尺寸公差0.03mm，精度等級7級；裝配外圓尺寸公差

干式氣缸套是一種典型的薄壁套類零件，其壁厚較薄，精度較高，加工難度較大，因此研究干式氣缸套的機加工工藝對解決其他薄壁套筒類零件機加工難題具有很好的借鑒作用。本文詳細介紹了干式氣缸套機加工工藝流程以及每道工序工藝參數的合理選擇。0.02mm，精度等級6級；支撐肩高度公差0.03mm。

2. 機加工工藝總體方案的確定

本零件材料為硼鑄鐵，毛坯采用離心澆鑄，毛坯到成品余量：外圓直徑為4～5mm，內孔直徑為6～7mm。零件每條生產線班產指標為500只，參照零件尺寸及形位精度要求，為了保質保量地完成生產任務，決定采用如下工藝流程：粗鏜內孔→粗車外圓→切總長、車外圓→半精鉸內孔→半精車外圓→粗磨外圓→精鏜內孔→精細車外圓→精車臺肩→珩磨內孔→精磨外圓。

3. 各道機加工工序的具體實施方案

（1）粗鏜內孔：粗鏜設備采用雙軸立式鏜床，以毛坯大外圓為定位基準，采用液壓上壓式夾具夾緊毛坯件，刀具采用六刃鏜刀，主軸轉速102r/min，進給量0.7mm/r，刀具切削過程中需用冷卻水冷卻，本道工序去除內孔直徑余量5mm，去除毛坯內孔表面鑄造缺陷，留1mm余量給下道半精鉸工序。

（2）粗車外圓：本工序所用設備為C830車床，夾具采用雙錐頭開花脹套，以零件內孔為定位基準，去除外圓余量2mm、兩端面余量各2mm，機床主軸轉速125r/min，進給量0.66mm/r，外圓留1m余量給下道切總長、車外圓工序加工。

圖 1

（3）切總長、車外圓工序：此工序主要是進一步切除外圓余量，車支撐肩外圓至一定尺寸范圍作為下道半精鉸工序的定位基準，劈上、下端面，劈平上端面作為下道工序的定位基準面。機床為C7620液壓多刀車床，夾具為雙錐開花脹套，液壓夾緊，切削參數為：外圓切削深度0.75mm，端面切削深度1mm，轉速185r/min，進給量0.5mm/r。外圓留1mm余量給半精車外圓工序。

（4）半精鉸內孔：本工序設備采用雙軸鏜床，夾具為液壓上壓式，以工件大外圓及上端面為定位基準，夾具采用液壓頂壓式，用底座鑲圈定位。刀具采用六刃鉸刀。切削參數為切削深度0.5mm，轉速65r/min，進給量0.8mm/r，工件鉸削過程用水冷卻。本道工序留給精鏜內孔的余量為0.35mm。

（5）半精車外圓：本工序設備采用CP7620液壓多刀車床，夾具為雙錐開花脹套，以半精鉸后的內孔為定位基準。進一步去除外圓余量，修正壁厚差。本工序的切削參數為切削深度0.6mm，主軸轉速265r/m i n，進給量0.4mm/r。本道工序留給粗磨外圓的余量為0.10mm。

（6）粗磨外圓：本工序所用設備為M1083無心磨床，磨削外圓保證其公差在0.03mm以內，修正外圓的圓柱度，確保下道精鏜工序以外圓為定位基準加工出的缸套內孔具有較高精度。本工序的切削參數為切削深度0.1mm，砂輪轉速1 050r/min。本道工序留給精細車外圓的余量為0.10mm。

（7）精鏜內孔：本工序所用設備為T716金剛鏜床，以氣缸套外圓及下端面為定位基準，采用定位鑲圈定位、液壓上壓式夾緊。本工序要保證缸套內孔尺寸公差為0.03mm、內孔圓柱度公差為0.015mm。本工序的切削參數為切削深度0.35mm，主軸轉速236r/min，進給量0.4mm/r。本道工序留給珩磨內孔的余量為0.05mm。

（8）精細車外圓：本工序所用設備為C6140簡易數控車床，夾具采用液性彈性脹套（見圖2），以內孔為定位基準，精鏜后的內孔尺寸精度和圓柱度得到進一步提高，尺寸精度保證了液性彈性脹套的脹緊范圍，較小的圓柱度誤差限制了因內孔變形對外圓尺寸和形狀誤差的影響，保證了缸套外圓的尺寸精度和形狀精度，為最終珩磨內孔精度和精磨外圓精度提供了必要保障。同時加工缸套小頭內、外倒角。本工序的切削參數為切削深度0.1mm，主軸轉速600r/min，進給量0.2mm/r。本道工序留給精磨外圓的余量為0.09mm。

（9）精車臺肩：本工序所用設備為C6140簡易數控車床，夾具采用液性彈性脹套，以內孔為定位基準，主要是精車支撐肩高度、退刀槽及總長至成品尺寸，同時加工缸套大頭所有內、外倒角，以精鏜后的內孔為定位基準，保證了氣缸套下端面的跳動公差不大于0.025mm。本工序的切削參數為切削深度0.5mm，主軸轉速500r/min。

（10）珩磨內孔：本工序所用設備為MB4215珩磨機，工裝采用干式氣缸套剛性珩磨外包夾具和雙進給珩磨頭，剛性珩磨外包夾具均勻地夾緊干式氣缸套，干式氣缸套的變形得到有效控制，氣缸套內孔珩磨后的尺寸誤差小于0.03mm、圓度誤差小于0.025mm。本工序切削參數為切削深度0.05mm，主軸轉速125r/min。

（11）精磨外圓：本工序所用設備為M1083無心磨床，外圓最終磨至成品尺寸。因前道珩磨內孔工序對薄壁缸套變形的有效控制，以及精細車對外圓尺寸和圓柱度誤差的有效控制，外圓精磨后能達到尺寸公差0.02mm和圓度公差0.025mm的要求。本工序的切削參數為切削深度0.09mm，砂輪轉速1 450r/min。

4. 結語

采用上述干式氣缸套加工工藝可以減少缸套毛坯質量15%以上，在原先工藝基礎上縮減了3道機加工工序，缸套臺肩、外圓及內孔質量得到有效控制，缸套成品合格率由原來低于85%提高到90%以上，降低了干式氣缸套制造成本。干式氣缸套為典型的薄壁套類零件，其機加工工藝對于其他薄壁套內零件的批量生產具有很好的借鑒作用，同樣可以保證其他薄壁套類零件成批量生產的效率和產品質量。

圖 2

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