流量孔板加工工藝設(shè)計及制造過程分析

封志娟

【摘 要】流量孔板是某工程管道料流上的關(guān)鍵零件，工藝要求中每對的尺寸公差、表面粗糙度及銳邊要求極高。本文主要闡述了在普通車床上加工流量孔板的工藝設(shè)計及制造過程分析。

【關(guān)鍵詞】奧氏體不銹鋼；普通車床；車削加工

0 前言

流量孔板是某工程的關(guān)鍵零件，成對之間的尺寸精度、內(nèi)孔表面光粗糙度及銳邊要求極高，加工及測量難度大。在沒有更精密設(shè)備、測量儀器的情況下，用普通車床加工流量孔板，需要較高的工藝理論和技術(shù)操作水平。

1 流量孔板結(jié)構(gòu)及工藝要求

1.1 流量孔板結(jié)構(gòu)

流量孔板（YB6-200）材質(zhì)為奧氏體不銹鋼S30408，結(jié)構(gòu)及尺寸要求如圖1所示，部分加工數(shù)量如表1所示。

1.2 加工難點及分析

1）流量孔板的材質(zhì)為S30408，基本組織是奧氏體，具有較高含量的Cr、Ni，加工過程中切削力大，切削溫度高，加工硬化嚴重，容易粘刀，刀具磨損快；端面表面粗糙度要求精加工，加工難度大。

2）流量孔板的內(nèi)孔表面粗糙度要求為Ra0.8，孔直徑d的銳邊應(yīng)該沒有毛刺、擦傷、凹坑等。銳邊應(yīng)該達到照射到它的明亮光線不發(fā)生可見的反射。極高的表面粗糙度要求大大增加了加工難度。

內(nèi)孔直徑的公差要求高，為內(nèi)孔直徑的千分之一，內(nèi)測千分尺精度為0.01mm，要保證內(nèi)孔直徑公差在0.001mm數(shù)量級，且成對出現(xiàn)，一致性要求高，加工難度大。

2 加工工藝設(shè)計

流量孔板加工只有車削工序，由于左右內(nèi)外端面及內(nèi)孔直徑的公差及表面粗糙度要求高且各不同，可將車削工序細化為如下步驟：粗車→半精車左右端面外圓→精車左右端面→精車內(nèi)孔。

3 工藝分析及過程控制

3.1 粗車表面

平面加工時，粗車可以提高車削速度和車削效率，但表面粗糙度較低。流量孔板表面余量較大，故先采用粗車，去掉余量較大的表面，單邊留1mm余量，如表2所示：

3.2 半精車左右端面

半精車是粗車與精車之間的過渡，精度在Ra12.5～6.3之間。從經(jīng)濟角度考慮，一般粗加工后的半精加工與粗加工用的設(shè)備、刀具、儀表采用同種，只是車削工藝參數(shù)調(diào)整，如表3所示：

3.3 精車左右端面

1）精車精度可達到IT8～6，Ra6.3～1.6。流量孔板左右端面的精度為Ra6.3、Ra3.2，精車過程必須達到設(shè)計要求，如表4所示：

精車過程中，從內(nèi)孔（最??？椎8）到外圓（？椎330），切削速度vc由4米/分到165米/分，變化非常大，其中在直徑？椎160～？椎290之間非常容易產(chǎn)生積屑瘤。為消除積屑瘤，保證左右端面的表面粗糙度滿足技術(shù)要求，在車削過程中加注能起潤滑作用的切削液（一般為機油），避免鐵屑積瘤在工件表面，影響表面粗糙度。

3.4 精車內(nèi)孔

1）流量孔板的內(nèi)孔結(jié)構(gòu)特殊，尺寸及精度要求高，加工難度在四個步驟過程中最大，如表5所示：

2）精車內(nèi)孔時，先鏜通孔，留單邊0.2mm余量；然后車錐度，進給手搖且平穩(wěn)、勻速，進給量估計0.12～0.15mm，保證尺寸和表面粗糙度精度要求；最后車圓弧，磨制成型刀，油石背刀，修光切削刃，使刀具的表面粗糙度比工件高，車制的工件表面粗糙度才好。根據(jù)不同的圓弧磨制不同的刀具。

3）流量孔板內(nèi)孔公差是內(nèi)孔直徑的千分之一。加工過程中先由小孔開始加工，小孔公差小，要求高，難加工，一旦加工失誤可以改為稍大的直徑，孔徑越大，公差越大，保證在精度要求高的情況下不報廢一件工件。

4 特殊加工要求

4.1 成對流量孔板的一致性問題

在流量孔板加工過程中，根據(jù)內(nèi)孔尺寸流量孔板是成對加工的（表1），一致性要求高。采用了定位車、順序車的方法，保證了成對流量孔板的一致性。

1）定位車，用自制工具軟爪裝夾定位車左右端面，可以保證工件左右端面深度h的一致性高。

2）順序車，在加工過程中，成對流量孔板，按順序“成對”車制。先定位車制兩工件的左端面，再按車制左端面的先后順序定位車制兩工件右端面，然后按同樣順序車制錐度，最后按同樣順序進行圓弧r的車制。

4.2 銳邊加工過程

在內(nèi)孔加工的最后過程中，要求孔直徑d的銳邊應(yīng)該沒有毛刺、擦傷、凹坑等。銳邊應(yīng)該達到照射到它的明亮光線不發(fā)生可見的反射。難度較大。

在加工過程中，先加工出右側(cè)錐度，然后用成型刀車制成型。車制過程中，小托板定位，手控中托板，用內(nèi)測千分尺反復(fù)測量、修正，直至達圖紙技術(shù)要求。過程中不能用砂紙拋光銳邊，保證銳邊的線性。

5 實施效果

全部流量孔板經(jīng)萬能工具顯微鏡檢測，公差及精度滿足要求，全部合格（表6）。

6 結(jié)論

在沒有更精密的設(shè)備、儀器、工具的條件下，克服切削積瘤及成對一致性要求高等難點，流量孔板如期完工，符合圖紙工藝及技術(shù)要求，節(jié)約了大量的人力和材料成本。

【參考文獻】

[1]上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會編.金屬切削手冊（第三版）[S].上?？茖W技術(shù)出版社出版，2000.6.

[2]李洪，主編.機械加工工藝手冊[S].北京出版社，1990.12.

[3]馮道，主編.機械零件切削加工工藝與技術(shù)標準實用手冊[S].安徽文化音像出版社，2003.12.

[責任編輯：王楠]