李賀

摘 要：常用的磁電機軸套加工工藝有兩種，一種是精鑄成形加工工藝，另一種是擺輾成形加工工藝。這兩種工藝不僅可以減少原材料的浪費，提高其利用率，而且可以簡化加工流程，提高生產(chǎn)效率，是今后磁電機軸套加工的發(fā)展趨向。

關(guān)鍵詞：精鑄成形；擺輾成形；軸套

軸套是放置在軸與承托之間起保護或定位作用的零件，是組成磁電機轉(zhuǎn)子的重要部件，其加工的精良程度既關(guān)系到磁電機轉(zhuǎn)子的品質(zhì)，又影響著磁電機轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)率。因此，磁電機軸套加工工藝的研究成為磁電機轉(zhuǎn)子生產(chǎn)中的研究重點。

1 舊的加工工藝的弊端

舊的加工工藝流程主要包括：鍛坯-熱處理-粗車加工-精車加工-拉鍵。流程相對比較復(fù)雜，僅車加工就有五道工序。舊的加工工藝的重復(fù)裝夾加工方式降低了產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)效率，影響了原材料的利用率，使其生產(chǎn)成本不能得到很好的控制。綜上所述，舊的加工工藝存在著工藝繁瑣、原材料利用率低、產(chǎn)品不精、生產(chǎn)成本較高、經(jīng)濟效益較差等弊端。因此，舊的加工工藝被新型加工工藝所代替。

2 精鑄成形加工工藝探究

2.1 精鑄成形工藝簡介

精鑄成形工藝即精密鑄造成型工藝，又稱熔模精密鑄造，與原工藝不同的是其包含以下幾道工序：鑄坯、正火處理、拋丸處理、后序加工。

鑄坯的工藝分析：使用45號鋼為原材料，運用失蠟鑄造工藝，鑄造而成。要求D25外圓、4.5×45°倒角，精鑄成型后不用繼續(xù)加工，只需在精加工的地方留1毫米的車削加工余量即可。

正火處理的工藝分析：正火處理后可減少或消除鑄造應(yīng)力，協(xié)調(diào)整體金屬組織的結(jié)構(gòu)框架，提高切削性能，改善其強度及穩(wěn)定性，達到技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)。

拋丸處理的工藝分析：拋丸處理不僅可以徹底清理工件表面存在的雜質(zhì)及氧化物，提高其表面的光滑度，而且可以進一步消除其內(nèi)部應(yīng)力。正火處理和拋丸處理對于整個工藝意義重大，其有效的改善了后面加工的條件，不可以簡化或缺少，必須嚴格掌握操作工藝流程。

精密鑄造的車加工要求標(biāo)準(zhǔn)較高，值得注意的是，鑄造毛坯時容易出現(xiàn)大量氣孔，對產(chǎn)品的品質(zhì)非常不利，鑄造廠應(yīng)探索并嘗試改進，選擇合適的澆口位置，減少不良產(chǎn)品。車加工時使用的專用夾具應(yīng)符合設(shè)計要求的精度，使用時需保持專用夾具潔凈，工件安裝要求到位，防止造成飛件事故，影響加工的精度。剩余的加工工序與原工藝基本相同，此處不再詳細介紹。

2.2 精鑄成形工藝優(yōu)點

精鑄成型工藝流程簡化，工藝水平得到提高。該工藝將原工藝的5道工序簡化到2道工序，原來的24個工步也簡化到14個工步。專用夾具的使用不僅使工作定位更加精確，加工更加精良，而且改善了粗糙度，提高了合格率。

安全性得到提高。原工藝的毛坯比較粗糙且切削力大，普通三爪夾盤難以夾牢導(dǎo)致飛件現(xiàn)象。改進后的工藝毛坯精良且切削力小，容易加持，專用夾具的使用增強其牢固性，保證生產(chǎn)過程的安全可靠。

減輕操作人員的勞動強度。專用夾具操作簡單方便，省時省力，減輕工作人員負擔(dān)。

經(jīng)濟效益高。精鑄毛坯采購單價比鍛坯低，省去的工序及工步提高其經(jīng)濟效益。改良后的工藝減少了機械磨損，節(jié)約了大量的輔助材料，如刀片、零件等，從原料上減少浪費，增加經(jīng)濟效益。

生產(chǎn)效率及社會效益得到提高。原工藝繁瑣復(fù)雜，費時費力。改良后的工藝生產(chǎn)效率是原來的幾倍，生產(chǎn)效率大大提高。原材料利用率高，節(jié)約大量鋼材，社會效益顯著。

3 擺輾成形加工工藝探究

3.1 擺輾成形加工工藝簡介

擺動輾壓簡稱擺輾，是一種以壓力原理設(shè)計的新型加工工藝。其利用擺頭對坯件進行局部加載，要求擺頭的形狀與零件形狀相近，經(jīng)過擺頭加載后的坯件發(fā)生連續(xù)不均勻非對稱性變形，使其精度和表面性質(zhì)具有相對較低的屈服值和良好的可塑性，適用于在退火狀態(tài)下的材料加工。此加工工藝適合加工帶桿的薄法蘭零件，其工藝流程為：軟化退火-制坯-坯件的磷化皂化處理-擺輾成形-后序加工。

材料的軟化退火工藝分析：擺輾成形件的強度、硬度都有所提高，因此，其材料由45號鋼改為35號鋼，其性能也可達到45號鋼的調(diào)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，不需后續(xù)熱處理。擺輾成形所需零件要求嚴格，一般為鋼材內(nèi)部組織及非金屬雜質(zhì)分布均勻的熱軋材、冷拉材，以確保其符合塑性變形標(biāo)準(zhǔn)。毛坯的軟化退火工序非常重要，主要目的是減少毛坯的變形抗力，增加材料的可塑性。坯料在軟化退火過程中晶粒細化，其硬化性能得以改善，增強了延展性，更利于擺輾成形。軟化退火操作過程應(yīng)嚴格遵守工藝要求，避免出現(xiàn)充型不滿、圓盤外側(cè)開裂等缺陷，軟化退火的質(zhì)量直接影響產(chǎn)品的品質(zhì)。

制坯工藝分析：坯件的尺寸要求嚴謹，輪盤部分鐓粗時的高徑比（高度與直徑的比值）必須在允許值內(nèi)，不能過大或過小。高徑比過大使坯料中心偏移導(dǎo)致法蘭盤不圓。高徑比過小，軸套桿布尺寸小于坯件直徑，導(dǎo)致坯料在凹模上無法定位，而且，軸套桿部被擠壓成形時金屬流動的阻力不斷增大，無法充滿。綜合考慮各種因素，一般帶有內(nèi)圓孔圓柱體坯料的凹模比直徑大0.1mm-0.2mm，有利于定位。

磷化、皂化處理工藝分析：磷化、皂化處理是延長模具使用壽命的一種處理方法。因為軸套的輪盤上下兩層表面均與擺頭及凹模相互接觸，在擺輾變形時受很大的摩擦力作用，而軸套桿部在擠壓成形時也受摩擦力的作用，在成形后，桿部外表面與凹模緊貼。因此，為增加材料和模具之間的潤滑度，有利于材料塑性變形，避免或減少材料與模具直接接觸，在坯料表面形成一層磷酸鹽薄膜，在擺輾時隨坯件一起發(fā)生變形。

擺輾成形工藝分析：磁電機軸套是軸對稱零件，因此擺頭運動軌跡為圓形軌跡。擺輾時，將擺角調(diào)大，使擺頭和工件的接觸面積變小，利于金屬發(fā)生形變，縮短成形時間，達到提高生產(chǎn)效率的目的。需要注意的是，若擺角過大，機身和導(dǎo)軌所承受的力就會增大，影響產(chǎn)品的精度。在生產(chǎn)實踐中，擺角的度數(shù)一般為2°。

后序加工與原工藝基本相同。在生產(chǎn)過程中需要注意：軟化退火過程必須進行充分，保證坯料組織內(nèi)部材料均勻，否則會因金屬流動不一致導(dǎo)致擺輾件法蘭偏心；凹模軸芯上端與坯件間空隙不宜過大，坯件預(yù)制孔不能過深，預(yù)制孔過深可導(dǎo)致錐孔產(chǎn)生裂隙。

3.2 擺輾成形加工工藝的優(yōu)點

省力。平均單位壓力與接觸面積的乘積可確定鍛壓時變形力的大小，由于擺輾加工是一個連續(xù)的局部形變過程，接觸面積比一般鍛造接觸面積小的多，接觸面積小，則塑性區(qū)的相對厚度變大，應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)與變形抗力變小。除此之外，模具與工件之間的運動形式為滾動，摩擦系數(shù)較小，減少了塑性流動阻力。

精度高。擺輾過程中的加工強化使鍛件毛坯均勻變形，金屬纖維運動協(xié)調(diào)，不僅增強了產(chǎn)品的機械強度，而且改善了產(chǎn)品的加工精度及表面質(zhì)量。

加工外形復(fù)雜的零件。一些鍛件局部較薄，難于加工，擺輾成形適用于此類鍛件，擴大了加工范圍。

減少耗能。運用冷擺輾成形工藝，省去加熱設(shè)備及相關(guān)的能源消耗，綠色環(huán)保。

工作環(huán)境良好。生產(chǎn)過程中無沖擊，振動及噪聲較小，無環(huán)境污染，為工人創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。

既可以單機生產(chǎn)又可以組線生產(chǎn)，生產(chǎn)過程實現(xiàn)機械化和自動化，節(jié)省人力。

4 結(jié)束語

精鑄成形與擺輾成形兩種加工工藝以其強大的優(yōu)勢替代了舊加工工藝，兩種工藝的原理不同，特點不同，對材料的要求也不同。相同的是生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)不允許出現(xiàn)失誤，對技術(shù)要求嚴格，企業(yè)可根據(jù)自身條件選擇加工工藝，權(quán)衡利弊，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益及社會效益。

參考文獻

[1]任小玲，夏華，胡亞民.磁電機軸套擺輾成形工藝分析[J].沖模技術(shù)，2004.

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