導(dǎo)語(yǔ)：加工中心磨削淬火件加工工藝探討一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:由于十字滑塊零件體積較大，重量較重，無(wú)法進(jìn)行回轉(zhuǎn)磨削，因此十字滑塊零件內(nèi)端面磨削是加工的難點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)條件，采用NC800臥式加工中心、選用合適的磨料、改進(jìn)將砂輪和刀柄連接方式，以及磨削參加工工藝的改進(jìn)與創(chuàng)新及磨削參數(shù)優(yōu)化后來(lái)加工其內(nèi)端面，通過(guò)小批量零件試加工，發(fā)現(xiàn)加工效果良好，加工的尺寸公差、形位公差要求及表面粗糙度要求均符合產(chǎn)品圖紙要求。

關(guān)鍵詞:十字滑塊零件;內(nèi)端面磨削;加工工藝;改進(jìn)與創(chuàng)新

1十字滑塊零件加工難點(diǎn)

隨著煤礦行業(yè)機(jī)械化程度的迅速發(fā)展，乳化液泵站已成為煤礦設(shè)備的重要組成部分，十字滑塊零件是乳化液泵的關(guān)鍵重要零部件。在乳化液泵工作過(guò)程中，十字滑塊把曲柄連桿機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為柱塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，承受著周期性變化的載荷是乳化液泵結(jié)構(gòu)中容易發(fā)生故障的零部件之一。它的結(jié)構(gòu)和性能很大程度上影響著乳化液泵的可靠性和壽命，因此，十字滑塊零件的加工質(zhì)量對(duì)乳化液泵的正常運(yùn)行起著十分重要。十字滑塊零件材料為馬氏體不銹鋼9Cr18，表面硬度較高，淬火后表面硬度達(dá)54～60HRC，滑塊其加工難點(diǎn)為小端φ50mm深20mm內(nèi)端面，該內(nèi)端面是裝配活塞的關(guān)鍵部位，垂直度要求為0．005mm、內(nèi)壁同軸度0．012mm，表面粗糙度為0．2μm。由于端面及孔內(nèi)壁有10mm槽，淬火后孔徑存在較大變形，無(wú)法滿足產(chǎn)品形位公差及表面粗糙度要求，需在熱處理后進(jìn)行精加工，才能滿足其裝配要求。

2改進(jìn)前的工藝方案

2．1高硬度陶瓷刀片車削加工

選用數(shù)控車削中心配用高性能陶瓷刀片對(duì)底端面和孔內(nèi)壁進(jìn)行車削，經(jīng)加工試切后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)孔不但有錐度，由于端面和孔內(nèi)壁有10mm槽，刀片不適用于斷續(xù)切削，刀片在加工到15mm的深度時(shí)刀尖已經(jīng)磨損崩裂，加工的表面粗糙度很差，無(wú)法滿足到圖紙要求，證明用陶瓷刀片刀具不適合加工此零件。

2．2坐標(biāo)磨床進(jìn)行磨削加工

坐標(biāo)磨床裝夾靈活，可以做到零件固定加工，磨頭工作，可以同時(shí)完成端面和內(nèi)孔的精加工，較適用于此類零件的端面加工，決定改用坐標(biāo)磨床進(jìn)行磨削加工，但由于該零件高度超過(guò)機(jī)床的工作行程，也無(wú)法完成磨削加工。

3加工工藝的改進(jìn)與創(chuàng)新

3．1設(shè)備及加工方法

因?yàn)榛瑝K大端面與外圓沒(méi)有較高的垂直度要求，在立式加工中心加工時(shí)，裝夾定位精度較差、排屑不暢，如采用臥式加工中心就可以克服這些缺點(diǎn)，不僅裝夾找正方便，靠冷卻液的沖擊能及時(shí)排出磨粒，借鑒坐標(biāo)磨床的加工方法將砂輪裝到刀柄上像刀具一樣進(jìn)行加工，用NC800臥式加工中心就可以完成十字滑塊零件內(nèi)端面的磨削。

3．2裝夾方法

選用帶V型架組合夾具，其中V型架夾持大外圓限制工件四個(gè)自由度，定位塊限制工件1個(gè)自由度一共限制工件的五個(gè)自由度，這樣裝夾的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)中性好，重復(fù)定位精度高，X方向不受定位基準(zhǔn)面直徑誤差的影響，而且零件裝夾方便。

3．3刀具材料的選用

由于零件材料為馬氏體不銹鋼9Cr18，表面硬度較高，淬火后表面硬度達(dá)54～60HRC，因此磨削內(nèi)壁時(shí)選用鉻剛玉PA的平型砂輪，鉻剛玉適用于磨削韌性好的鋼件，精磨各種淬硬鋼件，磨出的工件表面粗糙度比白剛玉的要好(見(jiàn)圖3);磨削底端面時(shí)選用立方氮化硼CBN的碗形砂輪，立方氮化硼的磨輪主要用于磨削高硬度，高韌性的鋼材，況且自身硬度就高，適合徑向吃刀，效率也高(見(jiàn)圖4)。

3．4形位公差的確定

在磨削加工時(shí)，拉正外圓母線，全長(zhǎng)范圍內(nèi)表針變化為0．005㎜，用擺差表找正(見(jiàn)圖5)，確定小圓中心為X、Y坐標(biāo)，Z坐標(biāo)取小圓外端面。在底面與內(nèi)孔見(jiàn)光后用三坐標(biāo)得出結(jié)論為:垂直度0．009mm，同軸度為φ0．046mm，表面粗糙度為0．53μm。檢測(cè)基準(zhǔn)都為大圓，檢驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明這種方法具有可行性。3．4．1垂直度的保證磨削后的平面度對(duì)同軸度會(huì)有一定的影響，底面初次試加工時(shí)，選擇徑向吃刀量過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致底面留有接刀痕，會(huì)影響到零件的垂直度要求。因此底面選擇的加工方案為粗磨－精磨，這樣可以保證其垂直度的要求。3．4．2同軸度的保證同軸度超差的原因有以下幾種可能，(1)小圓和大圓不同軸造成的，要保證大圓與小圓的同軸度，必須大圓與小圓在磨床一次裝夾同時(shí)加工完成，便可排除此種同軸度超差的可能性。(2)采用尋邊器對(duì)刀與擺差表找正對(duì)刀的比較(見(jiàn)圖6)，尋邊器找完的零點(diǎn)與擺差表找正出的零點(diǎn)在機(jī)床X方向幾乎不差，而在Y方向差了0．023mm，與三坐標(biāo)檢測(cè)結(jié)果的數(shù)值和方向是一致的。斷定用尋邊器找出的零點(diǎn)要比擺差表找正圓得到的零點(diǎn)準(zhǔn)確。如果把Y方向的偏差消除以后，同軸度在大圓與小圓的同軸度好的情況之下，應(yīng)該合格。發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題后，考慮擺差表在臥式加工中心盤圓與立式加工中心盤圓可能存在不一樣的地方，在立式加工中心使用時(shí)擺差表都向下朝一個(gè)方向，而在臥式加工中心擺差表在Y負(fù)方向失去支撐而存在低頭現(xiàn)象，找出的X軸零點(diǎn)正確，在Y方向存在偏差。尋邊器剛性比擺差表剛性強(qiáng)，在臥式加工中心找出的圓中心會(huì)更準(zhǔn)確。

3．5磨削參數(shù)的優(yōu)化及工藝方法的確定

采用此方法對(duì)后續(xù)滑塊零件進(jìn)行磨削加工時(shí)，磨削過(guò)程比較順利，只是在個(gè)別零件粗磨內(nèi)孔壁時(shí)，由于磨削深度太大，導(dǎo)致的內(nèi)孔壁有燒黑現(xiàn)象，砂輪也有燒糊的現(xiàn)象(見(jiàn)圖7)。通過(guò)調(diào)整磨削參數(shù)改善磨削條件來(lái)改進(jìn):(1)減小磨削深度，每次磨削深度控制0．01～0．02mm之間，這樣還可以提高磨削表面粗糙度;(2)吃刀后增大進(jìn)給速度f(wàn)，以減少加工表面與砂輪的接觸時(shí)間，防止吃到瞬間熱量堆積，避免局部瞬間燒傷;(3)通過(guò)多次磨削發(fā)現(xiàn)保持高的進(jìn)給速度有利于提高表面粗糙度，且磨削溫升控制較好，最終確定進(jìn)給速度控制在200～300m/min;(4)盡可能提高砂輪轉(zhuǎn)速及磨削線速度，已適應(yīng)較高的進(jìn)給速度，現(xiàn)場(chǎng)所采用的NC800主軸極限轉(zhuǎn)速高達(dá)7500r/min通過(guò)磨削試切，選定主軸轉(zhuǎn)速為4500r/min，磨頭運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機(jī)床主軸溫度控制良好，未出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象;(5)采用內(nèi)外冷卻液和風(fēng)槍冷卻，沖走從砂輪脫離的磨粒，可有效降低工件表面溫度和砂輪溫度，來(lái)避免燒傷;(6)及時(shí)修整砂輪，避免砂輪磨鈍后，磨粒在加工表面擠壓和摩擦起不了加工作用，而是磨削溫度升高及表面粗糙度差的現(xiàn)象。采用以上方案優(yōu)化磨削參數(shù)后，燒糊現(xiàn)象得以克服。通過(guò)不斷的試磨和改進(jìn)，最終確定工藝方法為:精磨底端面—粗磨內(nèi)孔壁———精磨內(nèi)孔壁，并進(jìn)行小批量試加工。

4結(jié)論

通過(guò)加工中心的設(shè)備特性，選用合適的磨料、改進(jìn)將砂輪和刀柄連接方式，以及磨削參加工工藝的改進(jìn)與創(chuàng)新及磨削參數(shù)優(yōu)化后，進(jìn)行了小批量零件試加工，加工后送檢驗(yàn)部門進(jìn)行形位公差和表面粗糙度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示?？梢钥闯瞿ハ骱蟊砻婕庸べ|(zhì)量均達(dá)到了圖紙要求，磨削表面良好，滿足了最終產(chǎn)品的裝配要求，后續(xù)整機(jī)試車，工作穩(wěn)定，泵體總成狀態(tài)良好。通過(guò)在加工中心對(duì)十字滑塊零件內(nèi)端面磨削工藝的改進(jìn)與創(chuàng)新后，證明這種方法的可行性，尺寸可得控制，效果比較明顯，給加工帶來(lái)了極大的方便，更快捷、高效。對(duì)于尺寸較大，需要磨削加工，而不能在磨床裝夾加工的零件，可以嘗試采用該方法，因此為類似零件的加工提供了新思路及方案。

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作者：陳雪 單位：包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)控技術(shù)系