高精度量具淬火后加工质量的工艺改进实例分析

2017-10-19吴燕

军民两用技术与产品 2017年17期

关键词：淬火高精度实例

吴燕

（安徽方圆机电股份有限公司，蚌埠 233010）

高精度量具淬火后加工质量的工艺改进实例分析

吴燕

（安徽方圆机电股份有限公司，蚌埠 233010）

介绍了两例关于高精度量具在零件淬火后，无法加工或加工变形量大等质量问题的工艺改进实例。经实践验证，改进后的工艺方法方便、实用，加工的量具工装既保证了加工质量，又符合图纸工艺要求。该改进工艺结构简单，易于操作，便于推广。

量具，加工质量，工艺改进

通常情况下，量具加工对精度要求较高，材料淬火的硬度高，但在实际加工中，常常存在多种加工局限，例如，位置精度较高的孔，一般要用坐标镗床加工，但由于淬火硬度较高，普通钻头根本无法加工；此外，一些专用量具在深槽加工过程中，尺寸较大，精度高，存在淬火后变形量大等问题。本文将通过具体实例介绍高精度量具淬火后加工质量的工艺改进方法。

1 加工实例1——角度测量器固定量板深槽加工

1.1 工艺分析

该类精度较高的深槽加工，一般工艺为：材料淬火后用加工精度较高的线切割加工，留0.02mm～0.03mm余量，然后采用钳工精研至成品尺寸。由于该槽尺寸较大，实际加工中发现当切割为合格尺寸时，再进行钳序加工时，口部弹开后，即使留有余量，由于材料变形大，口部尺寸也已经超过误差允许范围。分析原因，这可能跟材料应力有关，零件材料是T10A、淬火硬度为56HRC～64HRC时，淬火后内部应力集中，一旦材料从中间切开后，内应力释放出来，就会造成加工面弹开变形。针对这一问题，可采取消除材料内应力的方式来解决。

1.2 采取措施

由于材料淬火后应力集中，加工后口部弹开，造成腰槽变形，口部尺寸超过误差允许范围。经分析研究，造成腰槽变形的因素可能为内应力，为了消除材料内应力，可采用两种解决方案：第1种是在工件淬火前，8.03槽先铣开放余量，淬火后再用线切割进行精加工。但8.03槽铣开后，淬火后变形太大，此方案不可行。第2种方案是在工件淬火前，钳工在8.03槽位置处用排钻打孔消除材料内应力，如图2所示，注意打孔的位置，距8.03槽底面留5mm余量，其余用 5排钻打通并锯开，淬火后用精度较高的线切割加工并留0.015mm～0.02mm余量，钳工最后修研成形。

实验结果表明，采用第2种方案加工，材料淬火后，内应力通过一排 5小孔得到释放，那么，在线切割精加工时，就不会再出现大的变形，加工时尺寸稳定状态良好。槽尺寸经检验合格，口部尺寸也在公差范围内，尺寸达到图纸要求，质量稳定，从根本上解决了加工难题，零件加工质量得到提高，废品率大幅降低。

2 加工实例2——淬火后高精度孔镗铣加工

在高精度孔的实际加工过程中，经常会出现孔的位置度和加工精度要求都很高，淬火硬度一般在58HRC～65HRC以上的情况。对于高精度的孔，通常采用坐标镗床进行加工，但是，由于材料淬火后硬度很高，普通钻头根本无法加工，而购买合金刀具成本较高，因此加工质量可能会达不到要求，出现质量不合格等问题。图3所示是某产品中喷管壁厚量具的关键部件，其 4孔的加工就需采用高精度孔加工工艺进行加工。本文分析了该量杆的加工工艺，并提出了改进措施，对比了改进前后的实际加工效果，检验了改进工艺的可行性。

2.1 工艺分析

该零件的材料为T10A，淬火硬度为58HRC～65HRC， 4孔与锥面垂直并偏移16°±8′的斜孔， 4孔用来装配量头。如图3所示，该量杆加工完成后要保证与A、C基准面的位置度不大于0.05mm，与B面垂直度不大于0.03mm，这要求达到极高的加工精度，而且必须在A、B、C基准面加工后，用坐标镗进行加工，但是，由于材料T10A淬火后硬度很高，普通钻头根本无法加工，购买合金刀具不仅成本较高，而且加工难度大，综合考虑，一般是通过降低淬火硬度或改为调质处理后加工来解决这一问题。

2.2 工艺对比

原工艺加工方法为：先车外形→铣槽→热处理调质→圆磨各圆面→工磨B槽面→钳划线→坐标镗精镗4孔成。

该方法只能临时解决加工难题，由于材料降低淬火硬度后，量具极易磨损，容易引起误差，影响量具精度，进而影响产品的质量；另外，材料降低淬火硬度后，量具使用寿命周期缩短，造成一定的浪费。因此，需要对此类量具加工工艺进行改进。

改进后的工艺方法为：先车外形→铣槽→钳划线预作孔→热处理淬火→车作孔处配闷头→圆磨各圆面→工磨B槽面→钳划线→坐标镗精镗 4孔成。通过对零件结构进行分析，为了保证顶模加工的同轴度达到最佳，右端配闷头作中心孔，采用先在4孔位置作的沉孔和 4的通孔，淬火后再过盈配闷头堵实，磨平B槽面后坐标镗床加工斜孔的方式进行工艺改进。需要注意的是，由于孔的位置特殊，预作孔时必须先计算好孔的中心位置，防止埋偏。经实践检验， 4孔的位置精度及要求均符合图纸要求，同时保证了图纸工艺淬火硬度，工装量具满足精度质量要求，从而提高了产品质量。