浅谈如何提高零件涂层跳动合格率

曹琳

摘 要：该零件自生产开始，涂层跳动超差问题就颇为棘手。针对零件易变形的问题，采取多方面改进措施，自制工装，试验刀具，调整检测方案等。达到零件涂层跳动合格率95%以上。

关键词：薄壁件；变形；喷涂；夹具

中图分类号：TH16 文献标识码：A

1引言

该零件自生产开始，由于变形所引起的零件超差就十分严重。其中由于零件的涂层跳动不合格数就占到50%以上。通常采取二次返喷进行零件挽救加工，这样重复进行去涂层、喷涂和车涂层等几道工序，增加了零件的加工成本，严重影响零件的交付时间，给工厂创汇造成了一定阻力。所以，提高零件涂层跳动合格率存在必要性，也具有较大的现实意义。

2零件及涂层问题简介

（1）零件简介

该零件为民用航空发动机上的密封件，没有加强筋，其壁厚2.032mm，外形尺寸见图。零件加工包含车、铣、钻、铰，特种工艺包括荧光、喷涂。反复的加工造成零件变形严重，于是控制变形，成为零件合格与否的关键。

（2）涂层问题

该零件涂层跳动要求0.08mm，超差较为严重，合格率不足50%。为挽救零件，通常采取返喷的措施，严重影响零件交付进度，增加了成本与劳动力。不少零件由于涂层得超差而造成报废，损失较大。

3针对涂层跳动问题确定的总体方案

（1）总体分析

零件涂层不合格有几个方面的因素造成：

①零件在车铣加工中造成变形，残余应力随时间的释放，进一步加剧零件变形；

②零件在喷涂工序发生变形，喷涂温度造成零件内应力释放，整体形状发生变化；

③车涂层工序夹具存在一定问题，不能完全限制住零件基准平面；

④刀具及参数的选择不能满足涂层合格要求，加工方案也有待改进。

（2）确定总体方案

改进车铣加工方案，更改喷涂夹具，自制车涂层夹具及约束测具，确定合适刀具及加工方案。

4解决方案

就确定的整体方案，从不同角度入手，寻求最优策略，达到提高零件合格率及效率的目的。

（1）改进车铣加工方案

对于车加工，调整所有半精车加工余量，给精车工序留余量由先前的1mm更改为0.5mm，以减少变形量，增加时效时间，由先前的24小时更改为72小时。对于铣加工，由以前的轮廓铣加工，更改为插铣和线切割方案及对称铣加工。如此减少去除余量产生的内应力，控制零件变形，

（2）改进喷涂夹具

由于先前夹具对零件限制不足，端盖止口尺寸过大，对小端外圆限制不够。喷涂时，瞬间温度造成零件内应力释放，零件变形进一步加剧。且喷涂后部分零件大端基准圆度超差过多，造成零件无法加工，甚至报废。故在原夹具的基础上重新设计端盖，解决了约束问题。

（3）自设车涂层夹具

原车涂层夹具，端面有四处开口用于检测零件基准尺寸，这样零件放置在夹具上，势必造成基准A面多处未与夹具面接触。若本身零件状态不佳，由于零件自身变形所产生的不平度，则不能被消除。按这种状态加工的零件，将零件取出并调整角度，约束检测则涂层跳动很难合格。基于这种状况，自设工装夹具，增大夹具接触面，解决了这个问题。

（4） 确定合适刀具及加工方案

改进前，采用R0.8机夹刀片，采用参数为20-30R/MIN，切削进给量为0.05-0.15mm/r，切削深度为0.1-0.5mm。并采用一次性加工直到零件涂层底端。由于该刀片前角较小，且刀片较顿，切削刃不够锋利，切削涂层时产生较大的切削力。如此，零件小端在车削时，会呈现不规则变形情况。且涂层与基体硬度相差较大，会出现涂层凹陷及两根筋突出的现象。

基于这种状况，对刀具进行更换，采用锋利的焊接刀，参数为转速33.5r/min ，切削深度0.1-0.5mm ，进给量 0.22mm/r。 采取加工方案为：先对两根筋进行车削，然后留取0.1mm余量，再对涂层进行车削，最大限度防止受力不均，这样大幅提高零件合格率。

5 零件改进后的跟踪

方案该进后，跟踪部分零件数据：

（1）铣加工采取方案

如表1所示，采取线切割与插铣两种方案，对零件变形影响相当，由于插铣去除余量速度较快，于是采取插铣方案进行加工。一定程度降低量了零件的变形量。

表1

铣加工比较

线切割

顺序号 加工前平面度 加工后平面度 平面度变化量 加工前圆度 加工后圆度 圆度变化量

1 0.15 0.15 0 0.03 0.04 0.01

2 0.15 0.15 0 0.14 0.14 0

3 0.13 0.14 0.01 0.02 0.02 0

4 0.12 0.13 0.01 0.05 0.05 0

5 0.1 0.12 0.02 0.17 0.17 0

插铣

1 0.1 0.11 0.01 0.11 0.11 0

2 0.09 0.09 0 0.06 0.06 0

3 0.1 0.11 0.01 0.12 0.13 0.01

4 0.12 0.12 0 0.08 0.09 0.01

5 0.15 0.16 0.01 0.08 0.08 0

（2）关于喷涂前后数据收集

喷涂前后对零件变形影响非常大。部分零件由于喷涂原因变形十分大，基准B在修大端时无法进行加工。所以有必要对喷涂夹具进行整改，对整改后零件进行观察，发现零件状态有所好转，于是进一步降低了零件的变形量。

结语

通过该次更改，实现了零件涂层跳动合格率达到95% 以上，同时也积累了不少关于薄壁零件变形控制的经验，为以后类似零件的加工提供了一条崭新的思路。

参考文献

[1] 吴涛，朱流，郦剑，等.热喷涂技术现状与发展 [J].国外金属热处理，2005（5）.

[2] 陈晓薇.薄壁零件加工工艺方法研究 [J]. 机械工程师，2013（01）.endprint

摘 要：该零件自生产开始，涂层跳动超差问题就颇为棘手。针对零件易变形的问题，采取多方面改进措施，自制工装，试验刀具，调整检测方案等。达到零件涂层跳动合格率95%以上。

关键词：薄壁件；变形；喷涂；夹具

中图分类号：TH16 文献标识码：A

1引言

该零件自生产开始，由于变形所引起的零件超差就十分严重。其中由于零件的涂层跳动不合格数就占到50%以上。通常采取二次返喷进行零件挽救加工，这样重复进行去涂层、喷涂和车涂层等几道工序，增加了零件的加工成本，严重影响零件的交付时间，给工厂创汇造成了一定阻力。所以，提高零件涂层跳动合格率存在必要性，也具有较大的现实意义。

2零件及涂层问题简介

（1）零件简介

该零件为民用航空发动机上的密封件，没有加强筋，其壁厚2.032mm，外形尺寸见图。零件加工包含车、铣、钻、铰，特种工艺包括荧光、喷涂。反复的加工造成零件变形严重，于是控制变形，成为零件合格与否的关键。

（2）涂层问题

该零件涂层跳动要求0.08mm，超差较为严重，合格率不足50%。为挽救零件，通常采取返喷的措施，严重影响零件交付进度，增加了成本与劳动力。不少零件由于涂层得超差而造成报废，损失较大。

3针对涂层跳动问题确定的总体方案

（1）总体分析

零件涂层不合格有几个方面的因素造成：

①零件在车铣加工中造成变形，残余应力随时间的释放，进一步加剧零件变形；

②零件在喷涂工序发生变形，喷涂温度造成零件内应力释放，整体形状发生变化；

③车涂层工序夹具存在一定问题，不能完全限制住零件基准平面；

④刀具及参数的选择不能满足涂层合格要求，加工方案也有待改进。

（2）确定总体方案

改进车铣加工方案，更改喷涂夹具，自制车涂层夹具及约束测具，确定合适刀具及加工方案。

4解决方案

就确定的整体方案，从不同角度入手，寻求最优策略，达到提高零件合格率及效率的目的。

（1）改进车铣加工方案

对于车加工，调整所有半精车加工余量，给精车工序留余量由先前的1mm更改为0.5mm，以减少变形量，增加时效时间，由先前的24小时更改为72小时。对于铣加工，由以前的轮廓铣加工，更改为插铣和线切割方案及对称铣加工。如此减少去除余量产生的内应力，控制零件变形，

（2）改进喷涂夹具

由于先前夹具对零件限制不足，端盖止口尺寸过大，对小端外圆限制不够。喷涂时，瞬间温度造成零件内应力释放，零件变形进一步加剧。且喷涂后部分零件大端基准圆度超差过多，造成零件无法加工，甚至报废。故在原夹具的基础上重新设计端盖，解决了约束问题。

（3）自设车涂层夹具

原车涂层夹具，端面有四处开口用于检测零件基准尺寸，这样零件放置在夹具上，势必造成基准A面多处未与夹具面接触。若本身零件状态不佳，由于零件自身变形所产生的不平度，则不能被消除。按这种状态加工的零件，将零件取出并调整角度，约束检测则涂层跳动很难合格。基于这种状况，自设工装夹具，增大夹具接触面，解决了这个问题。

（4） 确定合适刀具及加工方案

改进前，采用R0.8机夹刀片，采用参数为20-30R/MIN，切削进给量为0.05-0.15mm/r，切削深度为0.1-0.5mm。并采用一次性加工直到零件涂层底端。由于该刀片前角较小，且刀片较顿，切削刃不够锋利，切削涂层时产生较大的切削力。如此，零件小端在车削时，会呈现不规则变形情况。且涂层与基体硬度相差较大，会出现涂层凹陷及两根筋突出的现象。

基于这种状况，对刀具进行更换，采用锋利的焊接刀，参数为转速33.5r/min ，切削深度0.1-0.5mm ，进给量 0.22mm/r。 采取加工方案为：先对两根筋进行车削，然后留取0.1mm余量，再对涂层进行车削，最大限度防止受力不均，这样大幅提高零件合格率。

5 零件改进后的跟踪

方案该进后，跟踪部分零件数据：

（1）铣加工采取方案

如表1所示，采取线切割与插铣两种方案，对零件变形影响相当，由于插铣去除余量速度较快，于是采取插铣方案进行加工。一定程度降低量了零件的变形量。

表1

铣加工比较

线切割

顺序号 加工前平面度 加工后平面度 平面度变化量 加工前圆度 加工后圆度 圆度变化量

1 0.15 0.15 0 0.03 0.04 0.01

2 0.15 0.15 0 0.14 0.14 0

3 0.13 0.14 0.01 0.02 0.02 0

4 0.12 0.13 0.01 0.05 0.05 0

5 0.1 0.12 0.02 0.17 0.17 0

插铣

1 0.1 0.11 0.01 0.11 0.11 0

2 0.09 0.09 0 0.06 0.06 0

3 0.1 0.11 0.01 0.12 0.13 0.01

4 0.12 0.12 0 0.08 0.09 0.01

5 0.15 0.16 0.01 0.08 0.08 0

（2）关于喷涂前后数据收集

喷涂前后对零件变形影响非常大。部分零件由于喷涂原因变形十分大，基准B在修大端时无法进行加工。所以有必要对喷涂夹具进行整改，对整改后零件进行观察，发现零件状态有所好转，于是进一步降低了零件的变形量。

结语

通过该次更改，实现了零件涂层跳动合格率达到95% 以上，同时也积累了不少关于薄壁零件变形控制的经验，为以后类似零件的加工提供了一条崭新的思路。

参考文献

[1] 吴涛，朱流，郦剑，等.热喷涂技术现状与发展 [J].国外金属热处理，2005（5）.

[2] 陈晓薇.薄壁零件加工工艺方法研究 [J]. 机械工程师，2013（01）.endprint

摘 要：该零件自生产开始，涂层跳动超差问题就颇为棘手。针对零件易变形的问题，采取多方面改进措施，自制工装，试验刀具，调整检测方案等。达到零件涂层跳动合格率95%以上。

关键词：薄壁件；变形；喷涂；夹具

中图分类号：TH16 文献标识码：A

1引言

该零件自生产开始，由于变形所引起的零件超差就十分严重。其中由于零件的涂层跳动不合格数就占到50%以上。通常采取二次返喷进行零件挽救加工，这样重复进行去涂层、喷涂和车涂层等几道工序，增加了零件的加工成本，严重影响零件的交付时间，给工厂创汇造成了一定阻力。所以，提高零件涂层跳动合格率存在必要性，也具有较大的现实意义。

2零件及涂层问题简介

（1）零件简介

该零件为民用航空发动机上的密封件，没有加强筋，其壁厚2.032mm，外形尺寸见图。零件加工包含车、铣、钻、铰，特种工艺包括荧光、喷涂。反复的加工造成零件变形严重，于是控制变形，成为零件合格与否的关键。

（2）涂层问题

该零件涂层跳动要求0.08mm，超差较为严重，合格率不足50%。为挽救零件，通常采取返喷的措施，严重影响零件交付进度，增加了成本与劳动力。不少零件由于涂层得超差而造成报废，损失较大。

3针对涂层跳动问题确定的总体方案

（1）总体分析

零件涂层不合格有几个方面的因素造成：

①零件在车铣加工中造成变形，残余应力随时间的释放，进一步加剧零件变形；

②零件在喷涂工序发生变形，喷涂温度造成零件内应力释放，整体形状发生变化；

③车涂层工序夹具存在一定问题，不能完全限制住零件基准平面；

④刀具及参数的选择不能满足涂层合格要求，加工方案也有待改进。

（2）确定总体方案

改进车铣加工方案，更改喷涂夹具，自制车涂层夹具及约束测具，确定合适刀具及加工方案。

4解决方案

就确定的整体方案，从不同角度入手，寻求最优策略，达到提高零件合格率及效率的目的。

（1）改进车铣加工方案

对于车加工，调整所有半精车加工余量，给精车工序留余量由先前的1mm更改为0.5mm，以减少变形量，增加时效时间，由先前的24小时更改为72小时。对于铣加工，由以前的轮廓铣加工，更改为插铣和线切割方案及对称铣加工。如此减少去除余量产生的内应力，控制零件变形，

（2）改进喷涂夹具

由于先前夹具对零件限制不足，端盖止口尺寸过大，对小端外圆限制不够。喷涂时，瞬间温度造成零件内应力释放，零件变形进一步加剧。且喷涂后部分零件大端基准圆度超差过多，造成零件无法加工，甚至报废。故在原夹具的基础上重新设计端盖，解决了约束问题。

（3）自设车涂层夹具

原车涂层夹具，端面有四处开口用于检测零件基准尺寸，这样零件放置在夹具上，势必造成基准A面多处未与夹具面接触。若本身零件状态不佳，由于零件自身变形所产生的不平度，则不能被消除。按这种状态加工的零件，将零件取出并调整角度，约束检测则涂层跳动很难合格。基于这种状况，自设工装夹具，增大夹具接触面，解决了这个问题。

（4） 确定合适刀具及加工方案

改进前，采用R0.8机夹刀片，采用参数为20-30R/MIN，切削进给量为0.05-0.15mm/r，切削深度为0.1-0.5mm。并采用一次性加工直到零件涂层底端。由于该刀片前角较小，且刀片较顿，切削刃不够锋利，切削涂层时产生较大的切削力。如此，零件小端在车削时，会呈现不规则变形情况。且涂层与基体硬度相差较大，会出现涂层凹陷及两根筋突出的现象。

基于这种状况，对刀具进行更换，采用锋利的焊接刀，参数为转速33.5r/min ，切削深度0.1-0.5mm ，进给量 0.22mm/r。 采取加工方案为：先对两根筋进行车削，然后留取0.1mm余量，再对涂层进行车削，最大限度防止受力不均，这样大幅提高零件合格率。

5 零件改进后的跟踪

方案该进后，跟踪部分零件数据：

（1）铣加工采取方案

如表1所示，采取线切割与插铣两种方案，对零件变形影响相当，由于插铣去除余量速度较快，于是采取插铣方案进行加工。一定程度降低量了零件的变形量。

表1

铣加工比较

线切割

顺序号 加工前平面度 加工后平面度 平面度变化量 加工前圆度 加工后圆度 圆度变化量

1 0.15 0.15 0 0.03 0.04 0.01

2 0.15 0.15 0 0.14 0.14 0

3 0.13 0.14 0.01 0.02 0.02 0

4 0.12 0.13 0.01 0.05 0.05 0

5 0.1 0.12 0.02 0.17 0.17 0

插铣

1 0.1 0.11 0.01 0.11 0.11 0

2 0.09 0.09 0 0.06 0.06 0

3 0.1 0.11 0.01 0.12 0.13 0.01

4 0.12 0.12 0 0.08 0.09 0.01

5 0.15 0.16 0.01 0.08 0.08 0

（2）关于喷涂前后数据收集

喷涂前后对零件变形影响非常大。部分零件由于喷涂原因变形十分大，基准B在修大端时无法进行加工。所以有必要对喷涂夹具进行整改，对整改后零件进行观察，发现零件状态有所好转，于是进一步降低了零件的变形量。

结语

通过该次更改，实现了零件涂层跳动合格率达到95% 以上，同时也积累了不少关于薄壁零件变形控制的经验，为以后类似零件的加工提供了一条崭新的思路。

参考文献

[1] 吴涛，朱流，郦剑，等.热喷涂技术现状与发展 [J].国外金属热处理，2005（5）.

[2] 陈晓薇.薄壁零件加工工艺方法研究 [J]. 机械工程师，2013（01）.endprint