试析薄壁环形件零件加工变形的解决措施

2011-10-08纪微微高克赵喆

中国新技术新产品 2011年24期

纪微微高克赵喆

（沈阳黎明航空零部件制造有限公司，辽宁沈阳 110043）

1 前言

为了更好的改善跑道B的润滑功能，重新更改了结构。结构的改变，使制造工艺的难度加大，零件的变形带来的形位公差、尺寸公差的合格率很低，不能满足零件的批量稳定性。为了完成攻关任务，我们从加工工艺路线、工装、加工切削参数入手对其进行了攻关研制，以便找到影响加工变形因素，使加工的零件符合图纸要求。

2 试析薄壁环形件零件加工变形措施

跑道B零件工作环境比较苛刻，材料为40CrN－iMoA。40CrNiMoA是合金钢的其中一种，也称合金钢，它是在优质碳素结构钢的基础上，适当地加入一种或数种合金元素（总含量不超过5%）而制成的钢种。化学成分见下表1：

表1 ，40CrNiMoA的化学成分

其中的Mo能细化晶粒，提高回火抗力，消除第II类回火抗性。40CrNiMoA钢具有高的强度、韧性和良好的淬透性，又具有抗过热的稳定性。调质后，金相组织为索氏体或托氏体，加工难度很大。

跑道B的主要的技术条件为：内孔尺寸ф150.7+0.015，圆柱度为0.015mm.工艺磨加工外圆尺寸要求达到ф159.86-0.02，铣半圆槽深0.45+0.1.

跑道B的原工艺路线如下：

0毛料→1粗车内孔外圆及端面→2半精车外圆及端面→3车外圆及端面→4精车内孔外圆及端面→5稳定处理→6磨端面→7磨内孔→8磨外圆→9加工半圆槽（以后工序略）加工中出现的问题及现状调查

2 加工中出现的问题：

由于在加工跑道B过程中，磨削内外园和铣半圆槽时零件变形，很难加工出合格的产品。

根据跑道B零件的结构特点是外圆直径尺寸ф160，壁厚为4.5mm，若按原工艺内容进行加工，那么零件的尺寸精度和形状公差根本达不到设计要求。即零件变成椭圆形、半圆槽深度超差。由此可以看出加工工艺内容、工装等还存在着不完善的地方。所以要加工出满足设计要求的产品，就必须找出存在的问题进行分析研究，以解决加工变形问题。

3 原因分析

根据实际加工产品的超差情况，经过研究分析认为影响加工变形的主要因素有：

1）工艺路线合理性问题

零件在磨削后，零件的形位公差、尺寸公差都能满足技术条件要求。进行下一道铣槽工序时，因装夹力、切削力共同作用，使得零件二次变形，破坏了磨削时的状态。如果调整工艺路线由车—磨—铣变为车—铣—磨，设计基准与工艺基准又不重合，加工精度被人为的加严，出现了控制变形与内控尺寸精度的矛盾。

2）工装问题

a.工艺7、8工序磨加工内外圆时由于无专用磨夹具，在用卡盘装夹时，零件产生夹紧力变形。

b.工艺9工序铣加工半圆槽时由于夹具与零件配合便面间隙0.2～0.6过大，造成铣加工变形，半圆槽深度不合格。

3)切削用量问题

切削用量选用不合理，在零件加工时产生内应力使零件变形超差。主要是磨削参数的选择，冷却方式的选择。

解决措施

1）工艺路线的调整

为了控制零件的变形，采取车—铣—磨的工艺路线，将铣半圆槽深0.45+0.1间接保证，即车加工时尺寸为ф160.06-0.05，铣槽槽深0.55+0.05。图纸最终槽深0.45+0.1由磨加工ф159.86-0.05来保证，其尺寸链见图1。调整完工艺路线后，因磨削应力释放的问题，在精磨内外表面后，增加了自然失效工序。根据零件的实际测量试验，自然失效48小时，磨削应力就减小到允许范围内。