锥形体内圆弧槽车削加工优化

中航工业郑州飞机装备有限责任公司（河南 450005）李万民

1.问题的提出

外锥形筒体是某产品上关键零件，材质是30CrMn SiA,淬火σb=1175±100 MPa，其内圆弧槽尺寸是关键重要尺寸,表面粗糙度值Ra=0.8 μm。外锥形筒体如图1所示。由图1可以看出，零件圆弧槽尺寸精度高，平行度、垂直度要求高，加工部位离端面较远，需较长的刀杆。由于圆弧槽加工难度大，废品率高，这既影响生产进度又造成成本浪费。

2.原加工方法及分析

圆弧槽原来采用成形车刀法加工，用的是头部已刃磨合格的成形镗刀，分粗精车削加工。这种加工方法存在以下弊端：

（1）此方法切削时，径向力大，刀杆受圆弧槽位置影响悬伸长，属于长悬伸，刚性差，易产生振动，加工尺寸不稳定。

（2）车刀切削太宽，易产生积屑瘤，影响表面粗糙度。

（3）精度难以保证，车削后，需用砂纸抛光，但圆弧槽不便观察，抛光难度大。

（4）圆弧槽加工，表面粗糙度差，利用电动轮廓仪测量表面粗糙度值时，Ra=1.8～2.1 μm。

造成零件废品率高的因素主要是：①圆弧槽表面粗糙度值Ra=0.8 μm达不到要求。②零件加工不稳定，造成尺寸超差。

3.改进后加工方法及分析

为解决这些问题，我们利用数控车床的高精密性，根据零件内圆弧槽结构特点，分粗、半精和精加工。同时，半精和精加工选用防振的镗刀杆，以解决尺寸不稳定造成的超差；选用带修光刃的刀片，解决表面粗糙度问题。经过试验，粗加工选用原成形镗刀，半精、精加工选用防振镗杆（山特维克可乐满生产的570－3C型）和刀片（刀尖半径R0.8 mm、带修光刃、正前角）组成的刀具组合。具体加工步骤如下：用原成形镗刀粗加工内圆弧槽，留0.5 mm余量；用防振镗杆和刀片（刀尖半径R0.8 mm、带修光刃、正前角）组成的刀具半精加工，留0.2 mm余量；再用此刀具精加工，精车至要求尺寸。具体加工零件切削用量如附表所示。

图1 锥形体零件图

加工零件切削用量

该方法的加工优势在于，选用了防振镗杆，可以保证零件加工质量稳定性，保证图样尺寸要求；选用了大刀尖半径刀片，半精、精车时有极高的进给量，切削刃强度较高；刀片有修光刃，相同的进给表面粗糙度值低。

4.总结

使用改进后的方法加工成批零件时，精车余量控制精确，圆弧槽尺寸变化小，尺寸一致性好，表面粗糙度值Ra在0.5～0.7 μm之间，本工序产品合格率达到了100%。

[1]崔业军.修光刃技术的应用技巧[J].新技术新工艺，2011（8）:31-33.