楊玖錫，羅學(xué)玉，馬鵬，何海林，宋孝松，肖黔紅

貴州航天精工制造有限公司 貴州遵義 563000

1 序言

一種發(fā)動機螺栓的月牙槽在電火花加工后，表面出現(xiàn)黑斑、重熔層問題，表面黑斑位置如圖1所示，重熔層如圖2所示。螺栓月牙槽材料采用圓棒鐓坯，經(jīng)粗車→精車→滾螺紋→電火花加工等工藝生產(chǎn)而成[1]。

圖1 螺栓月牙槽表面黑斑位置

圖2 螺栓月牙槽重熔層

2 問題分析

2.1 黑斑

采用電火花加工螺栓，易留下黑斑。通常在電火花加工行程中稱為積碳，這是由于在加工過程中，表面出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，會積留碳化物附著在表面上；又由于在加工過程中產(chǎn)生的碳化物排除通道不暢；以及排屑和冷卻條件不同；加上月牙槽表面形成積屑瘤，增加了排屑難度，導(dǎo)致出現(xiàn)黑斑。

2.2 重熔層

電火花加工后的螺栓月牙槽表面層，由于受瞬時高達約10000℃的高溫作用和液體介質(zhì)冷卻作用[1]，其化學(xué)成分和物理機械性能發(fā)生了一些變化。這些變化對于電火花加工的螺栓質(zhì)量及其使用性能都有不良影響。

重熔層位于電火花加工后螺栓月牙槽表面的最上層[2]。它被電火花脈沖放電產(chǎn)生的瞬時高溫所熔化，又受到周圍工作液介質(zhì)的快速冷卻作用而凝固。它與基體（母材）金屬的組織完全不同，是一種樹枝狀的淬火鑄造組織。

一般來說，電火花重熔層的厚度與螺栓材料的種類、電火花加工的電參數(shù)有關(guān)，即脈沖寬度越大，重熔層的厚度就越大。

3 螺栓月牙槽加工工藝改進

鑒于電火花加工是在瞬時高溫下發(fā)生金屬熔化，加工后的螺栓月牙槽表面的電腐蝕黑斑和重熔層對螺栓的質(zhì)量和使用性能都有不良影響，并且無法避免。經(jīng)討論，決定采用高速銑削工藝代替電火花工藝加工螺栓月牙槽。通過在數(shù)控銑削過程中采用特制專用銑刀進行加工[3]，采用旋轉(zhuǎn)面銑→月牙槽粗銑→月牙槽精銑的“特殊數(shù)控程序、三步法”提高加工質(zhì)量。螺栓月牙槽加工刀具及參數(shù)見表1。

表1 螺栓月牙槽加工刀具及參數(shù)

4 加工效果

通過工藝改進，將電火花加工改為數(shù)控高速銑削，加工后的螺栓月牙槽表面無黑斑（見圖3），經(jīng)金相檢測無重熔層（見圖4）。

圖3 工藝改進后螺栓月牙槽表面無黑斑

圖4 工藝改進后螺栓月牙槽無重熔層

5 結(jié)束語

因電火花加工螺栓月牙槽無法避免出現(xiàn)黑斑和重熔層，造成螺栓質(zhì)量及其使用性能受到不良影響，故應(yīng)轉(zhuǎn)變思路，充分發(fā)揮設(shè)備優(yōu)勢，采用數(shù)控高速銑削代替電火花加工。通過批量加工驗證，完全可以解決黑斑和重熔層問題，有效保證了螺栓加工質(zhì)量。