陳珠芳

(許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，河南許昌 461000)

1 引言

圖1為YF25濾棒發(fā)射機(jī)中核心部件——發(fā)射單元的模型簡(jiǎn)圖。它主要由密封靴、發(fā)射鼓以及兩端配氣座組成，在發(fā)射鼓旋轉(zhuǎn)過程中，利用足夠的氣壓實(shí)現(xiàn)濾棒發(fā)射。

圖1 發(fā)射單元簡(jiǎn)圖

圖2為密封靴的簡(jiǎn)圖，φ90H5圓弧面的加工精度對(duì)發(fā)射單元的氣密性影響很大，若不能達(dá)到加工要求，機(jī)器的發(fā)射氣壓也就達(dá)不到要求。但是很難保證其在270mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)圓柱度為0.01mm的公差要求。另外零件開口圓弧面的特點(diǎn)決定了在加工過程中極易出現(xiàn)變形，由于該圓弧面小于半圓結(jié)構(gòu)，這在磨削中必然會(huì)因?yàn)椤白尩丁倍a(chǎn)生變形，進(jìn)而影響圓柱度的公差，并且圓弧面的硬度要求達(dá)到:HRC55～60，這樣在一定程度上也增加了加工難度。

圖2 密封靴簡(jiǎn)圖

2 工藝路線的確定

經(jīng)分析圖紙，確定工藝流程為:粗銑外形及φ90H5圓勢(shì)-粗鏜φ90H5圓勢(shì)-調(diào)質(zhì)處理-粗磨基準(zhǔn)面-半精鏜φ90H5圓勢(shì)、銑槽、鉆鉸孔-真空淬火-磨準(zhǔn)定位基準(zhǔn)面-磨準(zhǔn)φ90H5圓勢(shì)。

具體實(shí)施過程中，采取以下措施。

(1)在兩道序之間增加“冷處理”工藝 在試件粗加工后安排調(diào)質(zhì)處理，以減少零件后序加工過程中因應(yīng)力釋放而引起的變形。為達(dá)到耐磨性的要求，常規(guī)做法是安排淬火+回火工藝。筆者針對(duì)本零件的材質(zhì)特點(diǎn)，為盡可能減少由于組織轉(zhuǎn)化所引起的零件變形，在淬火后沒有直接安排回火處理，而是在兩道序之間增加“冷處理”工藝。冷處理(針對(duì)淬火鋼)在零下80℃ ～110℃左右進(jìn)行，可以有效改變材料組織結(jié)構(gòu)，盡可能使經(jīng)過淬火處理后的殘余奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)換，進(jìn)而減小零件在磨削過程中以及磨削后還有組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變而引起零件變形，從而達(dá)到穩(wěn)定零件尺寸的目的，以更好地保證零件精度［1］。

(2)采用成對(duì)磨削 針對(duì)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用成對(duì)磨削不僅可提高效率，更為重要的是采用成對(duì)磨削可有效減少磨削過程中的“讓刀”現(xiàn)象，進(jìn)而提高磨削質(zhì)量。針對(duì)零件以及內(nèi)圓磨床裝夾方式特點(diǎn)設(shè)計(jì)專用工裝［2］。工裝及工件裝夾效果如圖3、4所示。

圖3 工裝模型圖

圖4 工件裝夾模型圖

(3)先對(duì)其主要基準(zhǔn)面進(jìn)行磨削 為提高工件的定位精度，筆者另外要求在內(nèi)圓磨床磨削￠90H5圓弧面前(圓弧面留下0.55～0.6mm磨削余量)，先對(duì)其主要基準(zhǔn)面進(jìn)行磨削。

在磨削加工的具體實(shí)施過程中，采用如下幾點(diǎn)來提高加工精度。

(1)為了提高磨削過程中系統(tǒng)的剛性，用40Cr鋼來制作磨桿，經(jīng)過淬火處理并磨削。這樣磨桿的剛性得到增強(qiáng)。另外，還對(duì)磨削過程當(dāng)中，盡可能減少砂輪超越孔口的長(zhǎng)度L(見圖5)，以使系統(tǒng)的剛性得到進(jìn)一步增強(qiáng)。

圖5 增強(qiáng)磨削系統(tǒng)剛性措施簡(jiǎn)圖

(2)在精磨過程中采用加磨削液冷卻的方法，盡量減少磨削過程中的熱變形，除此之外，可在粗磨和精磨之間專門將緊固螺釘適當(dāng)程度松開一段時(shí)間，便于應(yīng)力與磨削熱更好的釋放，在精磨時(shí)，利用墊平法以保證工件及工裝的裝夾精度，從而保證磨削質(zhì)量。

(3)由于密封靴表面質(zhì)量要求較高，操作人員合理調(diào)整進(jìn)給速度以提高圓弧面的表面粗糙度。

(4)為有效減少磨削中“喇叭口”現(xiàn)象的產(chǎn)生，要在精磨過程中根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果，調(diào)整工件頭架軸線擺角，有效地避免了因自重產(chǎn)生的“喇叭口”現(xiàn)象。

(5)為保證工件的最終磨削質(zhì)量，筆者對(duì)磨削工藝做出了優(yōu)化，將磨削過程分作粗磨、精磨和修整階段。當(dāng)余量剩下0.15mm左右時(shí)，采取精磨。在粗磨與精磨之間，安排工件自然狀態(tài)下放置1h左右，便于應(yīng)力與熱量的充分釋放，達(dá)到穩(wěn)定零件尺寸的目的。在修整階段，筆者選擇只進(jìn)給、不吃刀，經(jīng)試驗(yàn)，當(dāng)修整時(shí)間在30min左右時(shí)，工件的最終磨削質(zhì)量最好，故安排修整時(shí)間為30min。主要磨削參數(shù)見表1。

表1 主要磨削參數(shù)

3 結(jié)論

經(jīng)檢測(cè)，加磨削后φ90H5圓弧面的圓柱度誤差為0.007mm，滿足新的設(shè)計(jì)要求，符合其在270mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)圓柱度為0.01mm的公差要求。

在發(fā)射鼓組件與密封靴加工完畢并經(jīng)三坐標(biāo)測(cè)量合格后，筆者將發(fā)射單元裝配成形，并重新進(jìn)行了氣壓實(shí)測(cè)，氣壓能夠完全滿足設(shè)備要求。

［1］ 夏立芳.金屬熱處理工藝學(xué)［M］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000.

［2］ 劉守勇.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2011.