薄壁类导轨的加工工艺改进

张永伟 齐向前 王磊 胡学骥 闫建林 刘经宇 杨全军

摘要：围绕零件加工中存在的变形问题，通过原因分析，运用试验和不断总结的方法，找出影响零件变形的因素，突破难点，并进行解决，在保证零件尺寸精度和质量的同时，极大地提高了产品合格率。

关键词：变形;应力;合格率

一、研究背景

随着我公司研发实力的增强，目前各产品在制薄壁类零件种类繁多，因薄壁件在加工过程中容易变形，不易保证平面度、平行度等形位公差，增加了加工难度，而且合格率较低。以LW□-252/T4000-50产品815025726001导轨为例，材料为12钢板45（152-8），图纸要求平面平行度控制在0.1mm以内，经查年初完工入库到装配车间的大多数导轨存在变形不合格现象，表现为中间部位翘起、两端翘起、局部翘起等。在后续跟踪加工过程中发现，不合格率100%，个别零件变形量达到0.75mm，严重影响装配质量，在加工过程中因变形还严重影响磨工序的加工，需要反复翻转加以垫纸磨削，劳动强度极大。因此，为了加快生产进度，减少人力物力消耗，提高合格率，需要从工艺改进出发寻求更好的加工方法完成加工，保质保量的完成生产任务。

二、原因分析

为了解零件变形原因，持续跟踪一批导轨加工情况如下。

（注：导轨加工工艺为：剪，粗铣，划钻，调质，铣，磨，加，钳，氮化。图纸要求平行度控制在0.1以内）

（一）氮化前

跟踪数量47件，15件发生变形，其中不合格导轨中，中间部位翘起，共8件，占比53.3%;左右两端翘起4件，占比26.7%，其余变形方式共计3件，占比20%。

（二）氮化后

氮化后，检测其中23件，发现均发生变形，表现为两端翘起。氮化后仍然存在变形，由此分析，说明变形的主要原因在于氮化前产生的应力在氮化工序释放，造成变形。

三、实验研究

（一）实验目标：通过不同的实验，减少各个工序产生的应力，平行度保证在0.1以内。

（二）项目内容

目前车间现存一批导轨90件，已经完成调质。针对变形原因，提出以下两种实验方案。

1.铣工序加工量为1.4mm，以往使用磁力吸盘，分两次加工，产生较多的铣削应力和热应力，零件存在变形现象，增加磨削加工难度。考虑到铣工序工艺较为简单，且为首道工序，特针对铣工序进行工艺验证。

随机选取其中30件，标记序号，全程采用虎钳装卡（夹紧力不宜过大），翻转四次完成加工，每次进刀量0.35mm，转速为375r/min。按翻转四次加工，每个平面翻转两次，全程使用虎钳装卡（四次），每次进刀量0.35mm左右，转速不大于375r/min。每次逐件铣削本批次所有零件，待完全冷却后，再进行翻转二次加工。铣削完成后进行磨削加工，效果不甚理想，发现铣削后的变形量普遍在0.1～0.4mm，磨削后随机选取其中6件，送计量部计量统计变形情况（见计量报告）。平行度和平面度合格率均为83.33%。

2.为进一步消除铣削后产生的应力，再随机选取30件，翻转铣削后，增加回火工序，目的是消除内应力，再返回磨削后，随机选取其中11件，送计量部计量统计变形情况（见计量报告），平行度合格率为100%，平面度合格率为90.91%，说明增加回火工序，效果显著，大大提高了合格率。

3.为进一步验证增加回火工序的可靠性，剩余30件按铣（翻转四次）、回火、磨、加、钳、氮化工序进行，完工后随机选取其中11件，送计量部计量统计变形情况（见计量报告），平行度合格率为100%，平面度合格率为90.91%，说明增加回火工序，按图纸要求全部合格，有效的保证了零件合格率。

四、应用情况

薄壁件在加工过程中容易变形，不易保证平面度、平行度等形位公差，增加了加工难度，且批量大、生产周期长，合格率为零。通过加工工艺改进，改变加工方法，攻克了技术难点，使质量合格率达到了100%，较好地完成了加工任务。

五、預期经济效益及计算依据

提高导轨的产能：

一件导轨不含税价格为562.17元，年产1200件，产能增加67.46万，且提高了零部件的合格率和质量。

参考文献：

[1]胡学骥.卧式加工中心同轴度加工工艺技术研究【J】.电力设备.2018（26）：142

[2]郑春宁.口径变换波导的线切割和电火花加工工艺改进【J】.金属加工（冷加工）.2016（6）：36-37