崔娜

摘要：為了提高渦輪增壓器中間殼體的加工精度，分析了中間殼體傳統(tǒng)加工工藝中存在的問題，主要表現(xiàn)在跳動(dòng)公差超標(biāo)并且無法對(duì)其測(cè)量，針對(duì)問題對(duì)車床加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，將中間孔與軸承安裝孔之間的槽加工工序放置在了粗加工之后、精加工之前，消除了槽加工變形帶來的跳動(dòng)公差不符合標(biāo)準(zhǔn)的問題，并且可以實(shí)現(xiàn)用跳動(dòng)測(cè)量工具對(duì)跳動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。

關(guān)鍵詞：渦殼;加工精度;工藝方案

0? 引言

渦輪增壓器是一個(gè)為發(fā)動(dòng)機(jī)提供充足空氣的空氣壓縮裝置，與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣管路相連接，渦輪增壓器在為發(fā)動(dòng)機(jī)提供壓縮空氣的同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)排放出來的廢氣會(huì)為渦輪增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，主要是利用廢氣的慣性力來實(shí)現(xiàn)的，首先發(fā)動(dòng)機(jī)排放的廢氣會(huì)直接作用在渦輪增壓器的渦輪上，然后渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)通過軸的連接帶動(dòng)葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)，最后葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)壓縮殼體內(nèi)的空氣，將壓縮后的空氣輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)。空氣進(jìn)氣量的加大以及氣缸內(nèi)氧氣含量的增加均能夠幫助更多的燃料燃燒，此時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)提供更多的燃料并且增加發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠產(chǎn)生更多的輸出功率。渦輪增壓器殼體是渦輪增壓器中重要的零件，本文就提高渦輪增壓器加工精度的工業(yè)方案進(jìn)行了研究。

1? 傳統(tǒng)工藝方案問題分析

中間殼體是維持渦輪增壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的主要部件，正常工作的轉(zhuǎn)速維持在1萬轉(zhuǎn)每分鐘以上，另外，渦輪增壓器的工作溫度維持在較高水平，為了保證中間殼體的軸類零件的正常工作，通常采用油冷的方式對(duì)零件進(jìn)行降溫，同時(shí)油液還能夠?yàn)檩S承提供良好的潤滑環(huán)境[1]。如圖1為中間殼體的三維模型示意圖。

在實(shí)際加工過程中，中間殼體的加工精度要求非常高，表現(xiàn)在外圍圓和中間孔的圓跳動(dòng)誤差要控制在0.03mm以內(nèi)、外端面和中孔端面跳動(dòng)誤差要控制在0.03mm以內(nèi)以及軸承安裝孔與中間孔的圓跳動(dòng)的誤差要控制在0.03mm以內(nèi)。此外，在加工過程中還要防止切削力過大導(dǎo)致工件變形，并且切削過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，工件受熱溫度上升也會(huì)影響到外部形狀，當(dāng)零件在加工過程中造成零件外圓以及中間孔發(fā)生形變時(shí)，會(huì)導(dǎo)致零件精度達(dá)不到圖紙的要求，為此在加工過程中必須要各個(gè)控制切削力以及工件表面溫度[2-3]。

運(yùn)用傳統(tǒng)的加工工藝進(jìn)行中間殼體零件加工時(shí)，無法將零件表面的跳動(dòng)量誤差控制在圖紙要求的范圍內(nèi)，以現(xiàn)有的加工方式只能夠控制在0.05mm誤差內(nèi);在加工完中間孔以及軸承安裝孔后，即便能夠確保中間孔的尺寸公差處于圖紙要求范圍內(nèi)，但是無法進(jìn)行加工表面跳動(dòng)量誤差測(cè)量，導(dǎo)致加工出的殼體零部件不能夠滿足使用需求[4]，如圖2為跳動(dòng)量測(cè)量工具。

2? 提高蝸殼加工精度的工藝改進(jìn)方案研究

2.1 優(yōu)化加工工藝

通過對(duì)中間殼體出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，可以得出在加工中間孔與軸承安裝孔間的槽會(huì)造成內(nèi)部腔體出現(xiàn)較大的形變，并且會(huì)造成不能夠進(jìn)行跳動(dòng)公差的測(cè)量。另外，結(jié)合中間殼體不規(guī)則的腔內(nèi)結(jié)構(gòu)，對(duì)車床的加工方案進(jìn)行優(yōu)化處理，主要是將中間孔與軸承安裝孔間的槽加工工序進(jìn)行調(diào)整，放置在粗加工后面，完成槽的加工后進(jìn)行精加工[5]，表1為優(yōu)化后的車床工藝方案。

通過對(duì)中間殼體的車床加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，將車槽環(huán)節(jié)放置在了精加工的前面，消除了加工槽口出現(xiàn)的零件變形對(duì)跳動(dòng)公差的影響，于此同時(shí)，跳動(dòng)測(cè)量工具也能夠?qū)χ虚g殼體圖紙要求的三處跳動(dòng)公差進(jìn)行測(cè)量。

2.2 加工機(jī)床、夾具以及切削參數(shù)優(yōu)化

在進(jìn)行渦輪增壓器中間殼體部件加工時(shí)，在確保零部件外形沒有出現(xiàn)形變的情況下，機(jī)床加工工藝、夾具設(shè)計(jì)合理性以及切削參數(shù)設(shè)置等也會(huì)對(duì)零部件尺寸加工精度產(chǎn)生較大影響，為此，從加工機(jī)床、夾具以及切削參數(shù)等方面進(jìn)行優(yōu)化十分有必要。

第一，加工機(jī)床優(yōu)化。渦輪增壓器中間殼體外形尺寸較大，自身的重量也非常重，在進(jìn)行加工過程中，由于自身重力原因很難保證零部件的加工尺寸與表面粗糙度。根據(jù)中間殼體的加工要求可知，中間殼體加工精度要求非常高，同時(shí)中間殼體應(yīng)用范圍廣泛，需求量較大，所以選取2臺(tái)立式車床相互配合，如圖3所示，專門進(jìn)行渦輪增壓器中間殼體零部件加工，盡可能消除工件自重因素對(duì)加工精度的影響，從而保證中間殼體加工尺寸以及位置公差要求[6]。

第二，優(yōu)化夾緊力。采用立式車床進(jìn)行中間殼體部件加工，能夠有效彌補(bǔ)由于工件自重問題引起的加工誤差。在進(jìn)行工件固定時(shí)，必須要保證工件與立式車床卡盤相對(duì)固定，所提供的夾緊力應(yīng)當(dāng)要適宜[7]。當(dāng)提供的夾緊力較大時(shí)，會(huì)給予中間殼體較大的壓力，從而導(dǎo)致中間殼體表面變形，也會(huì)損壞車床夾具部件，進(jìn)而導(dǎo)致加工精度降低。當(dāng)提供的夾緊力過小時(shí)，不能夠?yàn)楣ぜ峁┳銐虻膴A持力，導(dǎo)致加工過程中中間殼體出現(xiàn)移位等問題，不僅會(huì)造成零部件加工精度達(dá)不到圖紙要求，還可能會(huì)導(dǎo)致零部件脫落，造成嚴(yán)重的安全事故。為了解決這樣的問題，在提供足夠夾持力的基礎(chǔ)上，最大程度降低車床夾具的夾緊力，并通過多種試驗(yàn)測(cè)試，選取最優(yōu)的零部件夾持力，經(jīng)過多次實(shí)踐研究，當(dāng)夾緊力設(shè)置為10MPa時(shí)，既能夠減小渦輪增壓器中間殼體表面的變形，同時(shí)也可以提供足夠的夾緊力。

3? 結(jié)語

中間殼體是渦輪增壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)中非常重要的組成部分，受渦輪增壓器工作環(huán)境的限制，中間殼體的加工精度要求較高，對(duì)傳統(tǒng)的車床加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，將中間孔與軸承安裝孔之間的槽加工工序放置在了粗加工之后、精加工之前，消除了槽加工變形帶來的跳動(dòng)誤差，有效解決了加工精度與形位公差不符合標(biāo)準(zhǔn)的問題。

參考文獻(xiàn)：

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