雙動擠壓機薄壁定位套加工工藝改進

楊支超，武君，聶海雄，王青維

太重（天津）濱海重型機械有限公司 天津 300450

1 序言

金屬擠壓機加工是利用金屬塑性成形原理進行壓力加工的一種重要方法，通過擠壓將金屬錠坯一次加工成管、棒和型材，廣泛應用于建筑、交通運輸和通信傳輸等領域。薄壁定位套位于雙動擠壓機的柱塞和擠壓梁中，在設備工作中起連接、導向和支撐作用，是雙動擠壓機中的關鍵零件。其主要作用為：①在雙動擠壓機穿孔活塞穿孔時進行導向。②連接雙動擠壓機的主柱塞和擠壓梁。③支撐過渡連接器和穿孔針等各零件。

2 薄壁定位套結構及加工技術要求

薄壁定位套材質為4 5鋼，需進行調質熱處理。薄壁定位套結構如圖1所示，其外形尺寸為φ950mm×1240mm，內孔尺寸為φ855mm，壁厚僅為47.5mm。為滿足導向功能，在內壁上下分別設計寬100mm的通長鍵槽，并在外圓上下分別設計寬40mm、長81mm的鍵槽，起連接、固定作用；同時，為滿足設備使用功能，在工件兩側分別設計寬450mm、長410mm的窗口。

圖1 薄壁定位套結構及尺寸

薄壁定位套壁厚僅為47.5mm，并要求內孔與外圓同軸度0.06mm，且內孔壁上需加工寬的通長鍵槽，對稱度要求0.025mm。外圓壁上需加工寬40mm、長81mm鍵槽，對稱度要求0.02mm。同時在工件兩側需分別加工寬450mm、長410mm的窗口。在現有大型設備條件下，如何合理安排加工工藝，保證達到圖樣尺寸及精度要求，是加工制造中需要攻克的難題。

3 常規加工工藝

薄壁定位套的常規加工工藝如下。

1）對工件進行粗加工，加工內孔和外圓，直徑分別留余量10mm。

2）按熱處理規程對工件進行調質處理，達到圖樣硬度要求。

3）對工件進行半精加工、精加工內孔和外圓，使其尺寸及幾何公差達到圖樣要求。

4）為防止變形，利用線切割設備切割工件上的450mm×410mm窗口。

5）加工內孔鍵槽，半精加工、精加工內孔鍵槽至達到圖樣要求。

6）加工外圓鍵槽，半精加工、精加工外圓鍵槽至達到圖樣要求。

按以上工藝加工后，內孔及外圓變形量為0.5～0.6mm，鍵槽變形量為0.3～0.4mm，在此條件下對工件進行組裝，組裝后對設備的裝配精度調整造成了一定的影響。

4 加工工藝的改進

為減小加工中的變形量，從而更有利于裝配精度調整，在現有設備條件下，對加工工藝進行如下改進。

1）粗加工工件內孔和外圓，直徑分別留余量10mm。

2）按熱處理規程對工件進行調質處理，達到圖樣硬度要求。

3）在現有工裝墊板上加工6個φ26mm、φ38mm通孔及2個φ20H7銷孔（見圖2），作為專用工裝。

圖2 在現有工裝墊板上加工通孔及銷孔

4）在薄壁定位套對應位置加工6個M24及2個φ 20H7工藝孔，再用6個M24螺釘和2個φ 20mm銷子將加工后的工裝墊板與工件固定在一起（見圖3）。

圖3 將加工后的工裝墊板與工件固定在一起

5）將固定后的工裝墊板與工件整體放置在車床上，利用卡盤的卡爪夾住墊板的四邊，半精加工工件內孔及外圓（見圖4），直徑留余量4mm。

圖4 半精加工工件內孔及外圓

6）拆去墊板，將工件放置在銑床上，銑450mm×410mm窗口（見圖5）至達到圖樣要求。此時會打破工件原來的應力平衡，應力會重新分布，從而使工件產生變形。為了避免工件變形對加工精度和使用產生影響，加工窗口后，應將工件自然時效15天，且內孔和外圓留有余量。

圖5 銑450mm×410mm窗口

圖6 銑寬通長鍵槽及40mm×81mm鍵槽

8）再次將工件與墊板用螺釘與銷子固定在一起（見圖7）。

圖7 再次將工件與墊板用螺釘與銷子固定在一起

9）再次將工件與墊板整體放置在車床上，精加工工件內孔和外圓（見圖8）。為了避免斷續車削對工件尺寸和精度產生影響，在加工中應盡量減小吃刀量，每次吃刀量為0.1mm，經多次車削，最終保證達到圖樣尺寸和幾何公差要求。

圖8 精加工工件內孔及外圓

圖9 精銑寬通長鍵槽及40mm×81mm鍵槽

5 結束語

通過加工制作專用工裝墊板，利用墊板與工件固定來加工內孔及外圓，不僅保證了內孔及外圓尺寸，而且保證了內孔與外圓同軸度要求；同時分兩次對內孔和外壁鍵槽進行加工，控制工件在加工中的變形量，不僅保證了尺寸要求，而且保證了對稱度要求，完成了薄壁定位套的加工，滿足了裝配和使用要求。采用該工藝方法不僅節約生產制造成本，而且保證了產品質量，使產品生產計劃得以順利完成，也為我公司今后加工制造薄壁零件奠定了基礎。