■沈陽第一機床廠 （遼寧 110023）

王鐵軍 何 松

1. 轉(zhuǎn)盤底座結(jié)構(gòu)

我廠承擔的SUC8149和 SUC8149d系列產(chǎn)品，是根據(jù)汽車行業(yè)的發(fā)展需要開發(fā)的一種高效、高精度曲軸專用數(shù)控加工機床。該機床上的轉(zhuǎn)盤底座與轉(zhuǎn)盤滑動接觸非常頻繁，故要求其表面淬火。根據(jù)機床結(jié)構(gòu)要求，該工件的各項精度要求都非常嚴格。由于其淬火面積很大，容易變形，加工難度很高，一直被列為該產(chǎn)品關(guān)鍵零件。該工件裝配后使用方式如圖1所示。下面將詳細剖析切削變形產(chǎn)生的成因及解決辦法，并從工藝優(yōu)化方面予以重點介紹。

2. 加工過程中出現(xiàn)的問題

SUC8149d//22011L及SUC8149//2211-1//轉(zhuǎn)盤底座（見圖2），C面平面度、C對A的平行度圖樣要求0.02mm，實測0.08～0.15mm；把壓板面及齒條面與C面的平行度圖樣要求0.03mm，實測0.06～0.12mm；A面平面度圖樣要求0.01mm，實測0.05mm。

加工難度及出現(xiàn)的問題：①由于該種零件R920mm尺寸大，壁薄容易變形，加工難度高。②零件精磨后淬火層不勻，周圍部分無淬火硬度。③把壓板面及齒條面與C面（轉(zhuǎn)盤上平面）的平行度超差，只能在全序完成后返修保證，零件C面尺寸大，一經(jīng)走序加工及運輸，就會出現(xiàn)變形，精度超差。

圖1 工件裝配后使用方式圖

3. 原因分析

采用因果圖的方法對形位公差質(zhì)量問題進行分析，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查、數(shù)據(jù)統(tǒng)計找出超差的主要原因在于人員、設(shè)備、加工工藝、材料和測量等因素（見圖3）。

具體原因如下：①加工工藝不完善，粗、精磨在一起加工，淬火變形問題沒考慮周全。該種零件C面需要大面積的中頻淬火，由于C面面積過大，在淬火后經(jīng)檢測表面凹陷的程度比較大，一般在3～3.5mm左右，C面的平面度圖樣要求0.02mm，需要磨下去所有的變形量以保證其技術(shù)要求。但是一般HT300的中頻淬火層在3.5～4mm之間，磨削量過大，淬火硬度就會消失，中頻淬火也就失去了意義。而且要用磨削的方法去掉這么大的余量。②加工機床設(shè)備本身精度超差，不能滿足圖樣要求，設(shè)備溫度不恒定。③HT材料時效時間短，零件內(nèi)部的殘余應(yīng)力未消除，零件產(chǎn)生變形。④新員工多，技術(shù)水平差。⑤檢測平臺精度超差。

4. 采取的措施

圖2 SUC8149//2211-1//轉(zhuǎn)盤底座

圖 3

采取的主要措施有：①改進加工工藝，合理調(diào)整工序，增加仿形工序。②檢修加工設(shè)備，使設(shè)備達到使用精度標準。③粗加工后注意運輸、時效時間，消除殘余應(yīng)力，防止變形。④對操作者進行技術(shù)培訓，提高加工技術(shù)水平。⑤重新調(diào)整平臺精度。

5. 措施的實施

對 SUC8149//2211-1零件進行試驗，具體實施過程如下：由檢查員負責對各形位公差的檢驗，找出凹陷規(guī)律。所得數(shù)據(jù)進行比較，作為工藝改進淬火變形加工量依據(jù)。

檢查員對 SUC8149//2211-1零件5次檢測的結(jié)果如附表所示。

根據(jù)檢驗所得數(shù)據(jù)進行工藝優(yōu)化如下。

（1）第1次工藝改進：①根據(jù)檢驗數(shù)據(jù)在淬火前進行仿形加工，技術(shù)要求中間凸起0.8mm，然后用立車的合金刀切削去掉大部分的變形量，最后粗磨。原粗磨時C面留量，A、B面精磨至尺寸，改為粗磨序C面見平，保證平面度0.05mm。精磨時以C面為基準，精磨A、B面達到圖樣要求，再精磨C面至尺寸。②為解決壓板面及齒條面變形的問題，決定在加工該面時由原工藝要求先精車到尺寸再精磨C面，改為留量半精車，精磨C面后再精車來保證精度要求。③原精車204mm/154mm環(huán)形槽及130mm尺寸改為半精車、留量。精磨前加工40m m×17m m尺寸梯形槽。原42mm尺寸開口槽在淬火及粗磨前加工改為淬火粗磨后進行加工。原鉆攻17個M12―H6孔在精磨前改為精磨后，以防止工件變形。④保證人工時效時間，消除殘余應(yīng)力，防止變形。

（2）第2 次工藝改進：①根據(jù)工藝改進后試驗結(jié)果不理想，仿形序中凸起量過小。由原0.8mm改進為凸起2.0mm。②檢驗發(fā)現(xiàn)精磨前加工40mm×17mm尺寸T形槽會導致變形。把T形槽加工序調(diào)改在精磨前消除部分變形問題。原鉆攻17個M12―H6孔在精磨前及先精車后再加工螺紋孔，檢驗發(fā)現(xiàn)精車后導致齒條面變形。為防止齒條面變形，工藝改為先加工螺紋孔再精車。

5次檢驗結(jié)果表

此外，加工前檢修加工設(shè)備，使設(shè)備達到使用精度標準，保證加工件精度。保證自然時效時間，消除殘余應(yīng)力，防止變形。召集運輸、加工此件的相關(guān)操作者進行培訓，并明確質(zhì)量責任。培訓主要講解運輸過程中的注意事項及各關(guān)鍵加工工序的裝卡方法等，顯著提高了操作者操作水平。

經(jīng)過兩次工藝改進后，該兩種零件各項精度符合要求，工藝優(yōu)化十分成功。

6. 結(jié)語

實踐驗證了對于一些特殊零件，在熱處理工序轉(zhuǎn)換過程中有較大量形變的情況下，可以根據(jù)其形變方式及形變量采用仿形加工，減少加工余量及加工時間。在保證零件質(zhì)量的前提下，最大限度地提高了生產(chǎn)效率，降低了加工成本。

[1] 劉勝永，萬曉航，董兆偉. 切削中殘余應(yīng)力釋放對工件加工變形的影響[J]. 煤礦機械，2007（2）：110-112

[2] 孫建英. 高速切削加工表面殘余

應(yīng)力研究與控制[J]. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2009（8）：111-112