天津賽瑞機(jī)器設(shè)備有限公司（300301）劉 鵬

天津菱云刀具設(shè)計(jì)有限公司（300384）王 毅

我公司承攬的風(fēng)電項(xiàng)目中，需要加工一批不銹鋼（1Cr18Ni9）材質(zhì)的薄板類密封環(huán)（見圖1）?，F(xiàn)介紹該類密封環(huán)的車序加工工藝措施，為解決不銹鋼薄板類工件的加工提供一種新方法。

圖1 密封環(huán)

1.工藝分析

按照一般的加工方法，此類工件應(yīng)安排由立式車床進(jìn)行加工。其加工工藝路線為：板料校平 →夾外圓，粗車上端面、內(nèi)圓 → 倒個(gè)撐內(nèi)圓，粗車外圓及下端面 → 再倒個(gè)夾外圓，精車上端面及內(nèi)圓 → 三次倒個(gè)撐內(nèi)圓，精車外圓及下端面 → 成品。

經(jīng)過上述反復(fù)翻面加工工藝過程，加工試制出兩件產(chǎn)品。檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，端面厚度不均勻，無法保證在公差范圍之內(nèi)，平行度達(dá)不到要求，出現(xiàn)加工變形。且加工質(zhì)量不穩(wěn)定，加工工時(shí)較多。

究其可能的原因：首先，毛坯在上、下端面及內(nèi)、外圓粗加工到精加工過程中，只是工位間的自然時(shí)效，時(shí)效時(shí)間較短，沒有完全釋放粗加工后的內(nèi)應(yīng)力。其次，裝夾方面，毛坯本身成品厚度較薄，只有（15±0.1）mm，工件在機(jī)床上無法一次裝夾完成加工。采用常規(guī)的裝夾方式，工件裝夾無論夾外圓或是撐內(nèi)圓，個(gè)別處在裝夾時(shí)受力稍有不均，都會(huì)導(dǎo)致變形發(fā)生。

2.機(jī)床分析

本次加工采用的設(shè)備是我公司原有的1.6m立式普車（型號(hào)為C5116A）。由于設(shè)備使用時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和卡爪均有一定磨損老化。工件直接裝夾在設(shè)備上，加工誤差較大，精度很難保證。

3.材料分析

此密封環(huán)材質(zhì)為1Cr18Ni9，按不銹鋼成分分類，屬于鉻鎳不銹鋼；按不銹鋼金相組織分類，屬于奧氏體不銹鋼；從切削加工性能方面來說，屬于難切削加工不銹鋼。以普通45鋼的切削加工性作為100%為標(biāo)準(zhǔn)，奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9的相對(duì)切削加工性僅為40%。其在切削過程中的主要特點(diǎn)如下：

（1）加工硬化嚴(yán)重 加工硬化層的深度可達(dá)切削深度的1/3或更大，硬化層的硬度比原來的提高1.4～2.2倍，嚴(yán)重影響切削的順利進(jìn)行。

（2）切削力大 在切削過程中塑性變形大，使切削力增加。同時(shí)，加工硬化嚴(yán)重，熱強(qiáng)度高，進(jìn)一步增大了切削抗力，切屑的卷曲折斷也比較困難。

（3）切削溫度高 切削時(shí)塑性變形及與刀具間的摩擦都很大，且導(dǎo)熱系數(shù)低，產(chǎn)生的切削熱多，大量切削熱都集中在切削區(qū)和刀屑接觸的界面上，散熱條件差。

（4）線膨脹系數(shù)大 線膨脹系數(shù)約為碳素鋼的1.5倍，在切削溫度作用下，工件容易產(chǎn)生熱變形，尺寸精度較難控制。

4.切削措施

（1）刀片材料的選擇 采用硬質(zhì)合金刀片加工。

（2）刀具的切削角度 刀具前角選用10°～25°；后角選用5°～ 8°；主偏角選用75°或60°；刃傾角?。?°～－3°，刀尖倒角，增強(qiáng)刀尖的強(qiáng)度；卷屑槽采用全弧形槽，15°左右的傾角，槽呈前寬后窄，控制切削流向，及時(shí)斷屑；刀具的前、后刀面及刃口要有較小的表面粗糙度值，以降低切削阻力、減小切屑粘附、提高刀具壽命。

（3）切削用量 切削速度選用35～60m/min；進(jìn)給量選用0.2～0.75mm/r；精加工時(shí)，背吃刀量在0.5mm以內(nèi)；粗加工時(shí)，背吃刀量在4～6mm。

（4）切削液的選擇 采用濃度較大的乳化液進(jìn)行冷卻、潤(rùn)滑。

5.工藝改進(jìn)及工裝設(shè)計(jì)

圖2 工裝圓板

后序加工時(shí)，不再采用立車卡爪直接接觸工件，而是用M12和M16螺栓通過工件先前加工的兩組預(yù)鉆孔將工件把合在工裝上（見圖3），精車首面與工裝結(jié)合，結(jié)合面0.05mm塞尺不入。加工其余部位，保證外圓與端面一次裝夾精車成。試制首件后檢測(cè)，厚度尺寸達(dá)到圖樣要求(15±0.1)mm，平行度滿足要求。內(nèi)、外圓尺寸也在公差范圍之內(nèi)。加工一批工件后檢驗(yàn)，質(zhì)量穩(wěn)定，且與無工裝相比加工工時(shí)大大縮減。

圖3 工件與工裝的裝配示意圖

6.結(jié)語

我公司通過承攬這批工件，積累了對(duì)不銹鋼薄板類工件的加工經(jīng)驗(yàn)。其自為基準(zhǔn)、自然時(shí)效、預(yù)鉆孔、用螺紋聯(lián)接取代常規(guī)裝夾的加工方法可進(jìn)一步延伸，舉一反三地運(yùn)用于非薄板類工件，使不同工件的加工方法更靈活更方便快捷，同時(shí)節(jié)省工時(shí)降低加工成本。此加工工藝方法獲得我公司季度降成本成果評(píng)比二等獎(jiǎng)。鑒于此方法簡(jiǎn)便易行，故在此與大家交流探討。