在兩種材料合成件上進行孔加工方法的研究和實踐
時間:2011-06-05 08:58:12 來源:未知
1 問題的提出
用作在高負荷下工作的重要結構零件，特別是受沖擊、震動、彎曲、扭曲負荷的機件，如車軸和發動機的傳動機件；汽輪發動機的轉子、主軸、重負荷的傳動軸等在設計圖紙中常會采用35CrMo為機件的材料。在IVECO汽車中的2045-5T加強型軍車，由于接合套的嚙合方式的不同，造成差速器殼須承受較大的彎曲、扭曲，在設計圖紙中也選用35CrMo為材料。但差速器蓋由于不受較大的彎曲和扭曲，材料選為QT590-10。差速器殼和差速器蓋合成(圖1、圖2)加工，由于兩種材料的不同，硬度、強度等切削參數不一致，常規的加工方法無法實施，因此在加工工藝中需要進行特別的處理和對待(圖1)。
圖1
2 加工工藝的分析
在兩種材料合成件上孔的加工中，需要對如下兩方面進行分析。
- 各種加工工藝方法的分析
- 采用普通鉆床加工該零件，用夾具的旋轉精度保證四個十字軸孔，相互間的同軸度和垂直度要求；用鉆套和鉆、擴、絞的工藝方式保證孔的直徑公差和圓度。此種加工方式對夾具的精度要求很高，夾具機構也相對復雜。成本低，適用于小批量生產，精度要求不高的產品。
- 四個十字軸孔，相互間的同軸度和垂直度要求較高。采用彈性定位環的夾具方案，消除工件的定位誤差。利用TH6363臥式加工中心工作臺的回轉，實現對四個十字軸孔的加工，并通過程序的補償靈活、方便地修正加工中出現的誤差。用粗、精镋的方式及選用合適的刀片保證孔的直徑公差和圓度。此種加工方式成本較高，適合大批量生產。但對刀具的要求很高，尤其對鏜刀的刀片的選用要合理。
- 加工精度的分析
- 如圖所示由于差速器殼和差速器蓋的材料不同，分別為35CrMo和QT590-10。35CrMo為合金結構鋼，相對切削性kr較低，屬于較難切削材料。QT590-10為鑄鐵類的材料，相對切削性kr對于35CrMo來說較高。這兩個材料不同的零件合成加工，由于硬度、強度等切削參數不一致，孔的直徑公差和孔的圓度不易保證。對刀具的選用及工藝方式要求很高。經實踐檢驗，采用粗、精鏜的方式比較適合產品工藝要求。
圖2 銑、鉆、鏜十字軸孔
3 加工工藝的研究與實踐
- 500600022 59.12車型上的左右差速器殼蓋合件上的總成后孔的加工(與2045-5T加強型軍車上的左右差速器殼蓋合件的區別在于差速器殼的材料不同，加工內容相同)由于59.12車型中的接合套的嚙合方式的變化，差速器殼不承受較大的彎曲和扭曲，所以差速器殼和差速器蓋的材料同為：QT590。由于兩種材料的相同，他們的硬度、強度等切削參數的相同。加工精度相對容易保證點(如4一Ø22N8)。加工的4個孔在圓柱面上，我們得先銑十字軸孔的孔口平面保證鉆出的孔不偏；然后選用Ø21.5的鉆頭鉆孔；最后選用鏜刀鏜出十字軸孔，保證加工精度。
- 500600022-5T2045-5T加強型軍車上的左右差速器殼蓋合件上的總成后孔的加工
- 12045-5T加強型軍車的差速器殼7172781EB材料為35CrMo，差速器蓋7172780EB材料為QT590(詳見圖1、圖2)。由于材料的相對切削性Kr的不同，4—Ø22N8的孔的尺寸及圓度不易保證。首先，我們采用彈性定位環的夾具方案，清除零件的定位誤差。利用TH6363臥式加工中心工作臺的回轉，實現對四個十字軸孔的加工。在加工工步上與59.12車型上的左右差速器殼合件的區別：在銑十字軸孔的孔口平面工步后，增加一把定心鉆定Ø22N8孔的中心；然后選用Ø20.5的強力鉆鉆孔，接著采用粗、精鏜孔的方式保證孔的尺寸和圓度，先粗鏜孔的尺寸到Ø21.7,最后精鏜至孔的工藝尺寸。
- 由于差速器殼的材料韌性比較好，容易產生積－屑瘤。故我們在實際加工中選用的SANDUIK品牌的CT5015刀片。此種刀片具有良好的抗積屑瘤性和抗塑性變形性，適用于要求高表面質量、小公差和低切削時的球墨鑄鐵、低合金鋼和合金鋼的精加工。我們還可以選用同類型的CT5005刀片。
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4 結論
綜上所述，在兩種材料合成件上孔的加工中，應先根據加工精度、尺寸和生產綱領來確定加工工藝方法，然后根據工件材料來確定鏜刀刀片的選用。普通加工中心常用粗、精鏜的加工方式來保證孔的加工精度和圓度。