吳祝華

（中交廣州航道局有限公司舶船維修分公司，廣東 廣州510000）

0 引言

為提高挖泥船的泥泵吸口端封水腔襯套的耐磨性，延長(zhǎng)其使用壽命，襯套材料選用Hardox400。此種材料具有耐磨性好、強(qiáng)度高、硬度高等特性，能很好地滿足泥泵吸口端封水腔襯套的使用特性，節(jié)省使用成本。但由于工件材料硬度高和工件直徑大、壁薄（圖1），導(dǎo)致工件加工制作過(guò)程中，存在合金刀粒難切削和工件整體強(qiáng)度不夠、裝夾容易發(fā)生變形等加工難題。為解決這些難題，本公司組織了專業(yè)的技術(shù)人員，通過(guò)實(shí)踐探討總結(jié)出了一套比較完善的加工工藝，最終解決了難題。

圖1 挖泥船泥泵吸口端封水腔襯套圖

1 挖泥船泥泵吸口端封水腔襯套的加工方案

通過(guò)設(shè)計(jì)工裝夾具轉(zhuǎn)移機(jī)床夾盤鎖緊力和使用優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒代替合金刀粒切削等措施解決了上述加工難題，現(xiàn)將加工方案介紹如下：

1.1 設(shè)計(jì)工裝夾具解決工件裝夾變形問(wèn)題

根椐工件的外形特點(diǎn)及加工要求，分析設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的、有足夠強(qiáng)度的工裝夾具（圖2），通過(guò)轉(zhuǎn)移工件裝夾位置，將機(jī)床夾盤鎖緊力轉(zhuǎn)移到夾具上，確保工件上車床裝夾、夾緊不發(fā)生變形，如圖3所示。

圓盤夾具的凸臺(tái)部分用于與工件A端面平接，設(shè)計(jì)的6個(gè)U形槽方便工件與夾具焊接加固，以及加工完成后工件與夾具的打磨分離。工件與夾具連接后上車床，直接裝夾鎖緊的是圓盤夾具，夾具整體強(qiáng)度較大，裝夾時(shí)車床夾盤鎖緊力不足以使夾具發(fā)生變形，所以上部的待加工工件也不會(huì)發(fā)生變形。

1.2 選用優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒代替合金刀粒進(jìn)行加工切削

圖2 夾具圖

圖3 工件裝夾圖

選用優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒代替合金刀粒進(jìn)行加工切削。進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒具有如下特性：（1）高硬度（硬度達(dá)HRC85以上）、高強(qiáng)度（600～900MPa），保證能對(duì) Hardox400材料順利進(jìn)行切削。（2）抗高溫氧化性好。耐熱性和抗高溫氧化性好，在1 100～1 400℃時(shí)，仍能保持較高的硬度、強(qiáng)度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間切削。（3）具有較好的斷裂韌性和良好的抗沖擊能力，加工過(guò)程中刀粒不容易斷裂。（4）高抗熱震性，較低的熱膨脹系數(shù)，刀粒受切削熱量影響時(shí)外形尺寸變化小，能確保工件加工精度。

選用具有以上特性的優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒進(jìn)行加工切削，既解決了工件材料硬難切削的問(wèn)題，又提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。

1.3 改進(jìn)泥泵吸口端封水腔襯套U型口的加工方法

由于工件材質(zhì)硬度高，如采用傳統(tǒng)的U型口銑削加工方法，即使刀具選用優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒，生產(chǎn)效率依然偏低，加工成本高。原因如下：（1）工件材質(zhì)硬，加工又是斷續(xù)切削，導(dǎo)致刀粒在加工過(guò)程中不停地受到撞擊，容易造成刀粒崩裂。（2）斷續(xù)切削加工過(guò)程中工件和刀具振動(dòng)大，導(dǎo)致加工表面粗糙度差，成型不美觀。（3）傳統(tǒng)的銑削方式是采用去除原材料的加工方法，需將U型里面的原材料由上往下逐層去除，一次進(jìn)刀2～3mm，103mm的加工深度需要往復(fù)進(jìn)刀40～50次，切削時(shí)間長(zhǎng)，造成機(jī)器成本和人工成本高，生產(chǎn)效率低。

針對(duì)上述情況，本公司經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查了解后，決定委托專業(yè)的機(jī)加工廠家改用線切割加工U型口，只需將工件在機(jī)床工作臺(tái)上裝夾、校正好后，利用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)鉬絲（稱為電極絲）作電極，沿著U型對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。切割速度可達(dá)3～5m／min，只需短短的幾秒鐘即可完成U型口切割。相比傳統(tǒng)的銑削加工，效率高，成本小，且加工精度高，成型美觀。

2 襯套車削加工步驟及保證加工質(zhì)量的要點(diǎn)

2.1 襯套車削加工步驟

（1）將工件上立車車平如圖1所示的A端面。

（2）以加工好的工件A端面為底面，將工件平放于夾具凸臺(tái)平面上，同心裝配工件與夾具，均勻分布內(nèi)、外圓加工余量，利用6段小間斷焊，焊接均勻固定（圖4）。

圖4 工件與夾具連接圖

（3）將工件與夾具的連接體用天車吊上車床裝夾，以?shī)A具?1 266外圓和夾具A基準(zhǔn)面作為外圓和平面的校正基準(zhǔn)，校正后按圖紙要求先粗加工工件，再精加工工件。

（4）車削完成后，用手動(dòng)砂輪機(jī)磨掉6段小間斷焊，使工件與夾具分離，并將焊點(diǎn)打磨平整光順。

2.2 車削過(guò)程中保證加工質(zhì)量的要點(diǎn)

（1）加工工件A端面時(shí)，因工件整體強(qiáng)度差，裝夾不應(yīng)太緊，車床轉(zhuǎn)速應(yīng)在25r／min為宜，吃刀深度和進(jìn)刀速度要小一些，確保加工安全和工件裝夾變形小一些。

（2）工件與夾具連接的間斷焊，在確保工件與夾具牢固的情況下，應(yīng)越小越好，盡量縮小焊接熱影響工件材質(zhì)變化。

（3）工件與夾具連接后的加工，車床轉(zhuǎn)速要調(diào)快一些，并且吃刀量要小，防止車削力過(guò)大擠壓工件變形，以保證工件加工尺寸的準(zhǔn)確性和獲得較好的表面光潔度。

（4）各車削加工工序車床轉(zhuǎn)速、進(jìn)刀量、吃刀深度等參數(shù)如表1所示較為合理。

表1 車削參數(shù)表

3 結(jié)語(yǔ)

生產(chǎn)實(shí)踐證明，通過(guò)使用優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒切削工件，自行設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、有效的工裝夾具轉(zhuǎn)移裝夾力，選用線切割加工U型口等工藝措施，解決了挖泥船泥泵吸口端封水腔襯套使用Hardox400耐磨材料后的加工難題，為其選用耐磨材料、延長(zhǎng)使用壽命提供了必要的支撐。另外，此工藝可考慮應(yīng)用在同類耐磨工件的加工上，并在生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)一步探討與發(fā)展，利用新技術(shù)與新設(shè)備，進(jìn)一步提高加工效率和質(zhì)量。

［1］劉會(huì)霞.金屬工藝學(xué)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008