密封靴加工难题探讨*

2013-08-02陈珠芳

机械研究与应用 2013年1期

关键词：基准面装夹圆弧

陈珠芳

(许昌烟草机械有限责任公司，河南许昌 461000)

1 引言

图1为YF25滤棒发射机中核心部件——发射单元的模型简图。它主要由密封靴、发射鼓以及两端配气座组成，在发射鼓旋转过程中，利用足够的气压实现滤棒发射。

图1 发射单元简图

图2为密封靴的简图，φ90H5圆弧面的加工精度对发射单元的气密性影响很大，若不能达到加工要求，机器的发射气压也就达不到要求。但是很难保证其在270mm长度范围内圆柱度为0.01mm的公差要求。另外零件开口圆弧面的特点决定了在加工过程中极易出现变形，由于该圆弧面小于半圆结构，这在磨削中必然会因为“让刀”而产生变形，进而影响圆柱度的公差，并且圆弧面的硬度要求达到:HRC55～60，这样在一定程度上也增加了加工难度。

图2 密封靴简图

2 工艺路线的确定

经分析图纸，确定工艺流程为:粗铣外形及φ90H5圆势-粗镗φ90H5圆势-调质处理-粗磨基准面-半精镗φ90H5圆势、铣槽、钻铰孔-真空淬火-磨准定位基准面-磨准φ90H5圆势。

具体实施过程中，采取以下措施。

(1)在两道序之间增加“冷处理”工艺在试件粗加工后安排调质处理，以减少零件后序加工过程中因应力释放而引起的变形。为达到耐磨性的要求，常规做法是安排淬火+回火工艺。笔者针对本零件的材质特点，为尽可能减少由于组织转化所引起的零件变形，在淬火后没有直接安排回火处理，而是在两道序之间增加“冷处理”工艺。冷处理(针对淬火钢)在零下80℃ ～110℃左右进行，可以有效改变材料组织结构，尽可能使经过淬火处理后的残余奥氏体向马氏体转换，进而减小零件在磨削过程中以及磨削后还有组织结构转变而引起零件变形，从而达到稳定零件尺寸的目的，以更好地保证零件精度［1］。

(2)采用成对磨削针对零件的结构特点，采用成对磨削不仅可提高效率，更为重要的是采用成对磨削可有效减少磨削过程中的“让刀”现象，进而提高磨削质量。针对零件以及内圆磨床装夹方式特点设计专用工装［2］。工装及工件装夹效果如图3、4所示。

图3 工装模型图

图4 工件装夹模型图

(3)先对其主要基准面进行磨削为提高工件的定位精度，笔者另外要求在内圆磨床磨削￠90H5圆弧面前(圆弧面留下0.55～0.6mm磨削余量)，先对其主要基准面进行磨削。

在磨削加工的具体实施过程中，采用如下几点来提高加工精度。

(1)为了提高磨削过程中系统的刚性，用40Cr钢来制作磨杆，经过淬火处理并磨削。这样磨杆的刚性得到增强。另外，还对磨削过程当中，尽可能减少砂轮超越孔口的长度L(见图5)，以使系统的刚性得到进一步增强。

图5 增强磨削系统刚性措施简图

(2)在精磨过程中采用加磨削液冷却的方法，尽量减少磨削过程中的热变形，除此之外，可在粗磨和精磨之间专门将紧固螺钉适当程度松开一段时间，便于应力与磨削热更好的释放，在精磨时，利用垫平法以保证工件及工装的装夹精度，从而保证磨削质量。

(3)由于密封靴表面质量要求较高，操作人员合理调整进给速度以提高圆弧面的表面粗糙度。

(4)为有效减少磨削中“喇叭口”现象的产生，要在精磨过程中根据实时测量结果，调整工件头架轴线摆角，有效地避免了因自重产生的“喇叭口”现象。

(5)为保证工件的最终磨削质量，笔者对磨削工艺做出了优化，将磨削过程分作粗磨、精磨和修整阶段。当余量剩下0.15mm左右时，采取精磨。在粗磨与精磨之间，安排工件自然状态下放置1h左右，便于应力与热量的充分释放，达到稳定零件尺寸的目的。在修整阶段，笔者选择只进给、不吃刀，经试验，当修整时间在30min左右时，工件的最终磨削质量最好，故安排修整时间为30min。主要磨削参数见表1。