薄壁套类零件成批生产工艺

■江苏爱吉斯海珠机械有限公司 （淮安 223100） 张加中 高金刚

薄壁套类零件成批生产工艺

■江苏爱吉斯海珠机械有限公司 （淮安 223100） 张加中 高金刚

1. 典型零件分析

本零件属于发动机核心零部件之一的干式气缸套（见图1），上端φ91mm为支撑肩外圆尺寸，8mm为支撑肩高度尺寸，φ85mm为装配外圆尺寸，φ80mm为内圆尺寸，壁厚2.5mm，外圆轴心与内圆轴心平行度公差为0.015mm，支撑肩下端对内孔中心线跳动公差为0.025mm，内外圆自由状态下圆度都为0.025mm。其中关键控制尺寸为：内孔尺寸公差0.03mm，精度等级7级；装配外圆尺寸公差

干式气缸套是一种典型的薄壁套类零件，其壁厚较薄，精度较高，加工难度较大，因此研究干式气缸套的机加工工艺对解决其他薄壁套筒类零件机加工难题具有很好的借鉴作用。本文详细介绍了干式气缸套机加工工艺流程以及每道工序工艺参数的合理选择。0.02mm，精度等级6级；支撑肩高度公差0.03mm。

2. 机加工工艺总体方案的确定

本零件材料为硼铸铁，毛坯采用离心浇铸，毛坯到成品余量：外圆直径为4～5mm，内孔直径为6～7mm。零件每条生产线班产指标为500只，参照零件尺寸及形位精度要求，为了保质保量地完成生产任务，决定采用如下工艺流程：粗镗内孔→粗车外圆→切总长、车外圆→半精铰内孔→半精车外圆→粗磨外圆→精镗内孔→精细车外圆→精车台肩→珩磨内孔→精磨外圆。

3. 各道机加工工序的具体实施方案

（1）粗镗内孔：粗镗设备采用双轴立式镗床，以毛坯大外圆为定位基准，采用液压上压式夹具夹紧毛坯件，刀具采用六刃镗刀，主轴转速102r/min，进给量0.7mm/r，刀具切削过程中需用冷却水冷却，本道工序去除内孔直径余量5mm，去除毛坯内孔表面铸造缺陷，留1mm余量给下道半精铰工序。

（2）粗车外圆：本工序所用设备为C830车床，夹具采用双锥头开花胀套，以零件内孔为定位基准，去除外圆余量2mm、两端面余量各2mm，机床主轴转速125r/min，进给量0.66mm/r，外圆留1m余量给下道切总长、车外圆工序加工。

图 1

（3）切总长、车外圆工序：此工序主要是进一步切除外圆余量，车支撑肩外圆至一定尺寸范围作为下道半精铰工序的定位基准，劈上、下端面，劈平上端面作为下道工序的定位基准面。机床为C7620液压多刀车床，夹具为双锥开花胀套，液压夹紧，切削参数为：外圆切削深度0.75mm，端面切削深度1mm，转速185r/min，进给量0.5mm/r。外圆留1mm余量给半精车外圆工序。

（4）半精铰内孔：本工序设备采用双轴镗床，夹具为液压上压式，以工件大外圆及上端面为定位基准，夹具采用液压顶压式，用底座镶圈定位。刀具采用六刃铰刀。切削参数为切削深度0.5mm，转速65r/min，进给量0.8mm/r，工件铰削过程用水冷却。本道工序留给精镗内孔的余量为0.35mm。

（5）半精车外圆：本工序设备采用CP7620液压多刀车床，夹具为双锥开花胀套，以半精铰后的内孔为定位基准。进一步去除外圆余量，修正壁厚差。本工序的切削参数为切削深度0.6mm，主轴转速265r/m i n，进给量0.4mm/r。本道工序留给粗磨外圆的余量为0.10mm。

（6）粗磨外圆：本工序所用设备为M1083无心磨床，磨削外圆保证其公差在0.03mm以内，修正外圆的圆柱度，确保下道精镗工序以外圆为定位基准加工出的缸套内孔具有较高精度。本工序的切削参数为切削深度0.1mm，砂轮转速1 050r/min。本道工序留给精细车外圆的余量为0.10mm。

（7）精镗内孔：本工序所用设备为T716金刚镗床，以气缸套外圆及下端面为定位基准，采用定位镶圈定位、液压上压式夹紧。本工序要保证缸套内孔尺寸公差为0.03mm、内孔圆柱度公差为0.015mm。本工序的切削参数为切削深度0.35mm，主轴转速236r/min，进给量0.4mm/r。本道工序留给珩磨内孔的余量为0.05mm。

（8）精细车外圆：本工序所用设备为C6140简易数控车床，夹具采用液性弹性胀套（见图2），以内孔为定位基准，精镗后的内孔尺寸精度和圆柱度得到进一步提高，尺寸精度保证了液性弹性胀套的胀紧范围，较小的圆柱度误差限制了因内孔变形对外圆尺寸和形状误差的影响，保证了缸套外圆的尺寸精度和形状精度，为最终珩磨内孔精度和精磨外圆精度提供了必要保障。同时加工缸套小头内、外倒角。本工序的切削参数为切削深度0.1mm，主轴转速600r/min，进给量0.2mm/r。本道工序留给精磨外圆的余量为0.09mm。

（9）精车台肩：本工序所用设备为C6140简易数控车床，夹具采用液性弹性胀套，以内孔为定位基准，主要是精车支撑肩高度、退刀槽及总长至成品尺寸，同时加工缸套大头所有内、外倒角，以精镗后的内孔为定位基准，保证了气缸套下端面的跳动公差不大于0.025mm。本工序的切削参数为切削深度0.5mm，主轴转速500r/min。

（10）珩磨内孔：本工序所用设备为MB4215珩磨机，工装采用干式气缸套刚性珩磨外包夹具和双进给珩磨头，刚性珩磨外包夹具均匀地夹紧干式气缸套，干式气缸套的变形得到有效控制，气缸套内孔珩磨后的尺寸误差小于0.03mm、圆度误差小于0.025mm。本工序切削参数为切削深度0.05mm，主轴转速125r/min。

（11）精磨外圆：本工序所用设备为M1083无心磨床，外圆最终磨至成品尺寸。因前道珩磨内孔工序对薄壁缸套变形的有效控制，以及精细车对外圆尺寸和圆柱度误差的有效控制，外圆精磨后能达到尺寸公差0.02mm和圆度公差0.025mm的要求。本工序的切削参数为切削深度0.09mm，砂轮转速1 450r/min。

4. 结语

采用上述干式气缸套加工工艺可以减少缸套毛坯质量15%以上，在原先工艺基础上缩减了3道机加工工序，缸套台肩、外圆及内孔质量得到有效控制，缸套成品合格率由原来低于85%提高到90%以上，降低了干式气缸套制造成本。干式气缸套为典型的薄壁套类零件，其机加工工艺对于其他薄壁套内零件的批量生产具有很好的借鉴作用，同样可以保证其他薄壁套类零件成批量生产的效率和产品质量。

图 2

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