彈簧型薄壁襯套的加工方法

顧景江 惠展 付光勇 邵林

(中鋼集團(tuán)西安重機(jī)有限公司 陜西西安 710201)

1 襯套的結(jié)構(gòu)特征及設(shè)計要求

如圖1，內(nèi)襯套為螺旋式彈簧結(jié)構(gòu)，安裝于鋼制外襯套內(nèi)腔。外襯套加工為常規(guī)加工，而內(nèi)襯套為薄壁彈簧結(jié)構(gòu)，加工難度大，技術(shù)要求高，作為重點討論對象。

圖1 彈簧襯套裝配簡圖1-內(nèi)襯套；2-外襯套

內(nèi)襯套彈簧螺紋貫穿內(nèi)外圓，內(nèi)外圓公差只有0-0.035mm，長度為112mm，壁厚單邊也只有5mm，同時表面質(zhì)量要求較高，內(nèi)外圓粗糙度為

2 內(nèi)襯套工藝性分析

加工難點一：此襯套的結(jié)構(gòu)是螺旋結(jié)構(gòu)，橫截面為方形，不是傳統(tǒng)的圓形，內(nèi)外圓有公差要求。如何才能加工出螺旋結(jié)構(gòu)？因為這種結(jié)構(gòu)不適合傳統(tǒng)用的卷簧工藝，而普通車床雖然都可以加工螺紋，但是車床加工出的螺紋底徑是不透的[1][2]。另外螺旋長度如何保證？

加工難點二：零件為薄壁結(jié)構(gòu)，在加工過程中容易變形，引起工件和刀具間的相對運動軌跡發(fā)生變化，如果這種變化過大，容易致使零件的形位公差和尺寸精度超差[3][4][5]。另外此零件硬度要求較高，還需要淬火處理，所以必須保證變形大小在可控制和允許的范圍內(nèi)，以確保零件加工尺寸的穩(wěn)定性和較好的表面加工質(zhì)量。

3 零件工藝加工路線

表1 加工工藝內(nèi)容及工藝路線

4 關(guān)鍵工序

4.1 車螺紋

針對加工難點一螺旋結(jié)構(gòu)的加工給出的解決辦法是利用普通車床設(shè)備先加工內(nèi)外圓和端面留一定余量(保證螺紋圈數(shù))，然后加工出螺紋，在螺紋底部留合適的余量，然后交由鉗工按螺旋線磨開，去掉螺紋底部多余的部分，最后在銑床保證彈簧內(nèi)襯套長度要求，這樣從結(jié)構(gòu)上就實現(xiàn)了設(shè)計要求。

4.2 磨薄壁內(nèi)外圓

零件本身就是薄壁件，而且需要淬火處理，為確保零件加工尺寸的穩(wěn)定性和表面加工質(zhì)量，本文還是采用磨削進(jìn)行精加工來保證，但是在磨削時就需要做相應(yīng)的工裝，根據(jù)工況及實際應(yīng)用要求，磨削工序采用的是先磨外圓然后以外圓為基準(zhǔn)再磨削內(nèi)孔的工藝。

外圓磨削：以壓緊法蘭和芯軸作為內(nèi)襯套外圓磨削的工裝，安裝方式如圖2所示。安裝后進(jìn)行外圓磨削。

圖2 外圓磨削1-壓緊法蘭；2-內(nèi)襯套；3-芯軸

內(nèi)孔磨削：如圖3所示，在加工內(nèi)孔前，先將內(nèi)襯套裝入外襯套內(nèi)并用工裝法蘭壓緊，然后卸掉芯軸，以外襯套外圓為基準(zhǔn)磨削內(nèi)襯套內(nèi)孔。

圖3 內(nèi)孔磨削1-壓緊法蘭；2-外襯套；3-內(nèi)襯套

由于內(nèi)外襯套安裝配合間隙直接影響內(nèi)襯套內(nèi)孔加工誤差，故在內(nèi)外襯套安裝前，首先要確定外襯套內(nèi)孔尺寸公差。內(nèi)襯套為螺旋結(jié)構(gòu)，如果與外襯套配合間隙較大，將造成內(nèi)孔在裝配時實際直徑偏小，軸向長度要增加；如果配合間隙較小，將造成內(nèi)孔在裝配時實際直徑偏大，軸向長度要縮短。需經(jīng)過試驗來確定外襯套內(nèi)孔的合理公差。

5 結(jié)束語

按照上述的工藝，利用工裝，通過設(shè)置合適的切削參數(shù)加工出了滿足設(shè)計要求的產(chǎn)品。

針對彈簧型薄壁襯套的加工難點本文提供了詳細(xì)的工藝解決方案，取得了理想的效果。為同類產(chǎn)品的加工提供了一種工藝方法，對彈簧型襯套和薄壁型襯套的加工也具有良好的借鑒意義。