復雜殼體深長軸承孔加工工藝

柯 麗

(中鋼集團西安重機有限公司 陜西西安 710201)

1 前言

殼體零件本身具有結構復雜、孔系多、孔系間縱橫交錯等特點，殼體零件存在多種類型的特征加工，深長臺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就是孔系深、孔徑公差要求嚴格，有裝配要求的相關孔徑之間的形位公差要求嚴格，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品質量、增強高效產出。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 原有工序內容加工工步

目前臺階軸承孔內容加工工步安排：

1)先鉆孔φ4.1，孔深45；

2)將φ4.1孔擴至φ4.5，孔深67；

3)鉆孔φ3.6，孔深80；

4)用專用組合擴孔鉆擴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，機加工工序的安排符合深長孔系的加工習慣，該孔系加工中普通材質鉸刀磨損非常嚴重，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出現磨損嚴重現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件零件就同樣出現刀具嚴重磨損。根據合金鉸刀材料及刀具加工性能發現：合金鉸刀在鋁制殼體孔系的加工中產生的棱度較大，也就是加工出的孔徑尺寸可能已經超差，但塞規通端下不去；即孔徑的圓柱度超差，從而影響到裝配、使用過程中軸承運轉不靈活。

3.2 問題的初步解決方案

1)按照常規的工藝安排習慣在零件加工中尋找解決方案時首先想到，精鉸內孔后增加研磨內孔來嘗試保證孔徑尺寸要求，研磨內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。經過分析研磨頭研磨內孔的特點，發現研磨僅僅是修復孔徑內的最高點，只保證在孔徑最小處塞規的通端能下去，孔徑尺寸加大部位無法顯示，所以不能從根本上解決問題，同時因手工研磨不易保證孔徑的跳動及同軸度要求，軸承孔系跳動0.1mm、跳動0.05mm理論狀態下不受研磨工序影響，實際操作中存在手工偏差，軸承孔徑件的跳動會有所影響。在研磨內孔不影響孔徑之間跳動量理論的指導下，研磨后孔徑間的跳動不在計量，因此孔徑間的跳動量也成為孔系中軸承運轉不靈活的隱含要素。

2)根據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轉。因為修理時找正相鄰本身孔，而在軸承孔的加工中無基準可找，孔徑小、孔深，刀桿太細，隨著孔徑的深入刀具擺動量過大，無法保證相鄰孔間的跳動。

4 解決問題

4.1 對零件孔系加工使用的刀具材料和形狀的改變

通過對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)將原工序擴孔鉆材料改為硬質合金，要求擴孔精度高、刀具擺動小以保證工藝底孔間的跳動量；

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

4.2 對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)使用擴孔組合鉆擴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；

通過對孔系加工刀具的創新性改造，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孔使機床主軸轉速提高到600r/min，組合粗鉸φ5、φ4孔主軸轉速提高至800r/min，組合粗鉸φ5、φ4孔主軸轉速提高到1000r/min，僅有效加工時間和生產準備時間縮短了1倍以上。

5 推廣應用

將提高殼體零件特征深長軸承孔系加工質量及加工效率的方法應用到殼體零件同類深長孔系的加工中，減少加工內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)在現場加工室切削中總結、積累加工參數使加工程序、切削參數最優化；

3)合理安排工序加工內容，為了節約生產準備時間，殼體零件的加工存在多道工序內容并行加工，工序內容的優化、合理安排也是縮短生產周期的關鍵。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 結束語

殼體零件的特征加工是殼體類零件的技術難點之一，更優化的特征加工工藝方法的嘗試、應用及推廣解決了殼體零件因技術問題產生的生產滯后情況，達到充實工藝基礎知識、提高上產效率的目的。同時殼體類零件難點的逐一突破將是零件高效加工的技術保障，也是提升工藝專業知識面臨的新途徑。