楊支超，武君，聶海雄，王青維

太重（天津）濱海重型機(jī)械有限公司 天津 300450

1 序言

金屬擠壓機(jī)加工是利用金屬塑性成形原理進(jìn)行壓力加工的一種重要方法，通過擠壓將金屬錠坯一次加工成管、棒和型材，廣泛應(yīng)用于建筑、交通運(yùn)輸和通信傳輸?shù)阮I(lǐng)域。薄壁定位套位于雙動擠壓機(jī)的柱塞和擠壓梁中，在設(shè)備工作中起連接、導(dǎo)向和支撐作用，是雙動擠壓機(jī)中的關(guān)鍵零件。其主要作用為：①在雙動擠壓機(jī)穿孔活塞穿孔時進(jìn)行導(dǎo)向。②連接雙動擠壓機(jī)的主柱塞和擠壓梁。③支撐過渡連接器和穿孔針等各零件。

2 薄壁定位套結(jié)構(gòu)及加工技術(shù)要求

薄壁定位套材質(zhì)為4 5鋼，需進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理。薄壁定位套結(jié)構(gòu)如圖1所示，其外形尺寸為φ950mm×1240mm，內(nèi)孔尺寸為φ855mm，壁厚僅為47.5mm。為滿足導(dǎo)向功能，在內(nèi)壁上下分別設(shè)計寬100mm的通長鍵槽，并在外圓上下分別設(shè)計寬40mm、長81mm的鍵槽，起連接、固定作用；同時，為滿足設(shè)備使用功能，在工件兩側(cè)分別設(shè)計寬450mm、長410mm的窗口。

圖1 薄壁定位套結(jié)構(gòu)及尺寸

薄壁定位套壁厚僅為47.5mm，并要求內(nèi)孔與外圓同軸度0.06mm，且內(nèi)孔壁上需加工寬的通長鍵槽，對稱度要求0.025mm。外圓壁上需加工寬40mm、長81mm鍵槽，對稱度要求0.02mm。同時在工件兩側(cè)需分別加工寬450mm、長410mm的窗口。在現(xiàn)有大型設(shè)備條件下，如何合理安排加工工藝，保證達(dá)到圖樣尺寸及精度要求，是加工制造中需要攻克的難題。

3 常規(guī)加工工藝

薄壁定位套的常規(guī)加工工藝如下。

1）對工件進(jìn)行粗加工，加工內(nèi)孔和外圓，直徑分別留余量10mm。

2）按熱處理規(guī)程對工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，達(dá)到圖樣硬度要求。

3）對工件進(jìn)行半精加工、精加工內(nèi)孔和外圓，使其尺寸及幾何公差達(dá)到圖樣要求。

4）為防止變形，利用線切割設(shè)備切割工件上的450mm×410mm窗口。

5）加工內(nèi)孔鍵槽，半精加工、精加工內(nèi)孔鍵槽至達(dá)到圖樣要求。

6）加工外圓鍵槽，半精加工、精加工外圓鍵槽至達(dá)到圖樣要求。

按以上工藝加工后，內(nèi)孔及外圓變形量為0.5～0.6mm，鍵槽變形量為0.3～0.4mm，在此條件下對工件進(jìn)行組裝，組裝后對設(shè)備的裝配精度調(diào)整造成了一定的影響。

4 加工工藝的改進(jìn)

為減小加工中的變形量，從而更有利于裝配精度調(diào)整，在現(xiàn)有設(shè)備條件下，對加工工藝進(jìn)行如下改進(jìn)。

1）粗加工工件內(nèi)孔和外圓，直徑分別留余量10mm。

2）按熱處理規(guī)程對工件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，達(dá)到圖樣硬度要求。

3）在現(xiàn)有工裝墊板上加工6個φ26mm、φ38mm通孔及2個φ20H7銷孔（見圖2），作為專用工裝。

圖2 在現(xiàn)有工裝墊板上加工通孔及銷孔

4）在薄壁定位套對應(yīng)位置加工6個M24及2個φ 20H7工藝孔，再用6個M24螺釘和2個φ 20mm銷子將加工后的工裝墊板與工件固定在一起（見圖3）。

圖3 將加工后的工裝墊板與工件固定在一起

5）將固定后的工裝墊板與工件整體放置在車床上，利用卡盤的卡爪夾住墊板的四邊，半精加工工件內(nèi)孔及外圓（見圖4），直徑留余量4mm。

圖4 半精加工工件內(nèi)孔及外圓

6）拆去墊板，將工件放置在銑床上，銑450mm×410mm窗口（見圖5）至達(dá)到圖樣要求。此時會打破工件原來的應(yīng)力平衡，應(yīng)力會重新分布，從而使工件產(chǎn)生變形。為了避免工件變形對加工精度和使用產(chǎn)生影響，加工窗口后，應(yīng)將工件自然時效15天，且內(nèi)孔和外圓留有余量。

圖5 銑450mm×410mm窗口

圖6 銑寬通長鍵槽及40mm×81mm鍵槽

8）再次將工件與墊板用螺釘與銷子固定在一起（見圖7）。

圖7 再次將工件與墊板用螺釘與銷子固定在一起

9）再次將工件與墊板整體放置在車床上，精加工工件內(nèi)孔和外圓（見圖8）。為了避免斷續(xù)車削對工件尺寸和精度產(chǎn)生影響，在加工中應(yīng)盡量減小吃刀量，每次吃刀量為0.1mm，經(jīng)多次車削，最終保證達(dá)到圖樣尺寸和幾何公差要求。

圖8 精加工工件內(nèi)孔及外圓

圖9 精銑寬通長鍵槽及40mm×81mm鍵槽

5 結(jié)束語

通過加工制作專用工裝墊板，利用墊板與工件固定來加工內(nèi)孔及外圓，不僅保證了內(nèi)孔及外圓尺寸，而且保證了內(nèi)孔與外圓同軸度要求；同時分兩次對內(nèi)孔和外壁鍵槽進(jìn)行加工，控制工件在加工中的變形量，不僅保證了尺寸要求，而且保證了對稱度要求，完成了薄壁定位套的加工，滿足了裝配和使用要求。采用該工藝方法不僅節(jié)約生產(chǎn)制造成本，而且保證了產(chǎn)品質(zhì)量，使產(chǎn)品生產(chǎn)計劃得以順利完成，也為我公司今后加工制造薄壁零件奠定了基礎(chǔ)。