南陽(yáng)市紅陽(yáng)鍛造有限公司 (河南 473000)王 玲 張永強(qiáng) 張喜平 秦淑萍 許 靜

我們公司是加工工程汽車支承軸的專業(yè)生產(chǎn)廠家，品種多達(dá)200 余個(gè)品種。在加工產(chǎn)品的過(guò)程中遇到了各種各樣的問(wèn)題，如《金屬加工 (冷加工)》2011 年第8 期“加工難題求助”欄目所介紹的利用以車代磨工藝車削硬度不同(同一尺寸外圓)造成尺寸有差異和刀具不耐用等問(wèn)題，現(xiàn)已在同行的指點(diǎn)及公司技術(shù)攻關(guān)小組的努力下基本解決了上述問(wèn)題，在此將解決方案總結(jié)如下，以便于有類似產(chǎn)品加工時(shí)借鑒。

1.加工難點(diǎn)分析

附圖為我公司所加工的支承軸，材料為40Cr，圖中雙點(diǎn)劃線部分為感應(yīng)淬火區(qū)域，由于設(shè)備、尺寸及形位公差的因素，工藝要求在數(shù)控車床上一次裝夾車削而成，也就是說(shuō)需要以車代磨，根據(jù)產(chǎn)品加工的要求裝夾方式有兩種，一種是采用兩頂加工，另一種是一撐一頂，由于產(chǎn)品軸向位置 (60 ±0.1)mm要求比較嚴(yán)格，為了加工方便，我們采用一撐一頂?shù)姆绞絹?lái)裝夾。在加工過(guò)程中我們所遇到的困難一是刀具壽命低，二是車削φ150mm 外圓時(shí)(在此外圓上40mm 長(zhǎng)的范圍內(nèi)為感應(yīng)淬火，感應(yīng)淬火硬度大于50HRC，現(xiàn)在控制在55HRC 左右，其余部分硬度為270～320HBW)，由于硬度的不同而采用兩種不同材質(zhì)的刀具車削時(shí)導(dǎo)致外圓有接刀痕跡，且尺寸也有差異，不淬火部位A 處比淬火部位B 處尺寸小0.015～0.019mm，由于公差只有0.036mm，在尺寸控制上有難度，不容易保證產(chǎn)品圖尺寸要求。

支承軸

2.解決措施

(1)刀片的選擇 針對(duì)刀片壽命低這一問(wèn)題，在刀片的選用上我們也做了試驗(yàn)。選用進(jìn)口刀片結(jié)果固然較好，但成本也太高，因此我們放棄使用進(jìn)口刀片。后通過(guò)試驗(yàn)，選擇一種帶有修光刃的國(guó)產(chǎn)品牌刀片其耐用度較好。(指出具體牌號(hào))在切削參數(shù)相同的情況下我們對(duì)修光刃刀片和無(wú)修光刃刀片作了對(duì)比，具體數(shù)據(jù)如表1 所示。

表1 刀片試驗(yàn)數(shù)據(jù)

從刀片試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，使用帶有修光刃刀片是無(wú)修光刃刀片的兩倍，因此決定采用帶有修光刃刀片。

(2)切削參數(shù)的選擇 選定此刀片后，我們針對(duì)淬火部位刀具磨損快這一問(wèn)題，決定采用低轉(zhuǎn)速，以降低刀片磨損，延長(zhǎng)刀片使用壽命。產(chǎn)品在半精加工外圓時(shí)余量為0.6～0.7mm，單邊余量為0.3～0.35mm，下面是對(duì)切削參數(shù)所做的試驗(yàn)(精車外圓時(shí)淬火部位精車分二次走刀，背吃刀量分別為0.2～0.25mm、0.10mm，未淬火部位一次走刀，背吃刀量為0.3～0.35mm)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 切削參數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

從加工時(shí)間及刀片壽命綜合分析可以看出，使用帶有修光刃的刀片轉(zhuǎn)速分別為400r/min 及500r/min，進(jìn)給量在0.10mm/r (后來(lái)操作人員做了調(diào)整，在更換新的刀尖時(shí)進(jìn)給量為0.12mm，在車削產(chǎn)品一定數(shù)量后，檢查其表面粗糙度，根據(jù)檢查結(jié)果，可將進(jìn)給量降為0.10mm/r，這樣班產(chǎn)量有所提高，刀具費(fèi)用基本相同)，淬火部位精車分二次走刀、未淬火部位一次走刀時(shí)這組數(shù)據(jù)的效果最好。

(3)程序的改進(jìn) 在加工附圖所示產(chǎn)品時(shí)，我們對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了仔細(xì)檢測(cè)，檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)φ150mm 外圓由于硬度差異尺寸不一致，位置A 和位置B 尺寸相差0.015～0.019mm (不淬火部位比淬火部位尺寸小)，針對(duì)這一情況我們又加工了3 件產(chǎn)品，車削后均是類似結(jié)果，為此，技術(shù)人員根據(jù)感應(yīng)淬火后剖切面淬火位置及硬度情況，找到尺寸的過(guò)渡區(qū)域(此批產(chǎn)品過(guò)渡區(qū)域長(zhǎng)度為10.5mm)，著手從調(diào)整數(shù)控程序的方式來(lái)改善產(chǎn)品尺寸的差異，另外，為了防止因刀具磨損造成φ150mm、φ120mm、φ88mm 這3 個(gè)外圓尺寸不易修復(fù)，采用一個(gè)外圓一把刀加工(也就是說(shuō)用一把刀將φ88mm、φ120mm 及φ150mm淬火區(qū)域近40mm 長(zhǎng)的部位進(jìn)行一次半精車，然后用不同的刀具精車這3 個(gè)不同的外圓)，這樣有利于由于刀具的磨損造成尺寸超差的修復(fù)工作，下面是φ150mm 外圓調(diào)整后的精車數(shù)控程序:

從加工的零件檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，已達(dá)到了工藝要求。由于每批產(chǎn)品在中頻淬火時(shí)調(diào)整有差異，因此上段程序在每批產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)都要根據(jù)淬火部位與非淬火部位的過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度及尺寸差異大小要進(jìn)行試切，以保證產(chǎn)品的尺寸精度。

3.結(jié)語(yǔ)

利用上述方案經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試用，加工出的產(chǎn)品得到用戶的認(rèn)可，沒(méi)有質(zhì)量反饋。實(shí)踐證明，利用以車代磨工藝加工同一尺寸外圓不同硬度的產(chǎn)品實(shí)用可行，現(xiàn)在刀具壽命也得到操作工人的認(rèn)可。如今我們正在著手進(jìn)行切削液的試驗(yàn)，以便更進(jìn)一步提高刀具壽命及產(chǎn)品質(zhì)量。