精密盘类零件车削加工方法解析

郑大勇 杨会君

（1.沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司工装制造厂，辽宁沈阳 110043；2.沈阳黎明航空零部件制造有限公司，辽宁沈阳 110043）

一、零件工艺分析

由于此件为平衡零件用工装，要求所有面跳动不大于0.02。因此，在工艺上重点保证两个方面：1.加工精度。2.防止加工变形。以下就这两方面进行分析论述：

①考虑加工要求很高，车削加工在工艺上可以分为三步走。第一步，粗加工，单边留0.5～1mm。第二步，热处理后进行精加工。

②其他各面要考虑在精加工时以内孔为基准加工。两面可以用精平磨加工。以此面及内孔为基准加工各图，保证尺寸公差。

二、材料选择：

由于图纸要求20#材料渗碳处理。但在加工很困难。因此在加工时改为材料38CrMoAl（氮化处理）。改变加工方法，降低加工难度。

粗加工后进行调质处理，进行半精加工，各图可以均车留0.5～1mm，各孔留磨0.5～1mm每边。采用去加工应力回火手段，再进行精加工。除要求精度高的孔，均加工到尺寸。从理论及实际上38CrMoAlA涂氮对此件不大于0.005mm。涂氮后，精加工各孔，从而保证图纸要求。

三、加工方法：

1.由于毛坯尺寸余量大，在粗加工时，用三爪卡盘，夹紧零件外径，以零件左端面及毛坯外径为粗基准进行加工。车床转速120转/分，走刀量0.4mm/秒，吃刀深度3mm。在刀具选择上，选用45°外圆偏刀，车刀前角要选择小一些，一般在2°～3°，后角在3°～5°。刀尖处要刃磨出R0.5-R0.8mm的刀尖圆弧，刀刃处要有0.1～0.2的过度刃，以便增大刀具的强度及耐用度。刀具材料选择YG8，或者YG6的钨钴类硬质合金，钨钴类硬质合金的特点是韧性及耐磨性好，抗冲击力强。

2.粗车加工完毕后，要对零件进行热处理、半精车，进行热处理工序低温回火，此目的是为了消除在上工序机械加工时，在零件内部产生的机械加工应力。防止零件产生弹性变形。

3.以上工序加工完后，就进入精车加工阶段。

为防止加工零件产生的内应力,使用车床磨具,用砂轮代替硬质合金车刀,从而大大降低了因切削时产生的加工应力和由于切屑热产生的变形，而且夹具磨具磨削的表面粗糙度小于车刀车削出的表面粗糙度，从而保证零件的表面粗糙度值为Ra1.6、Ra0.8。

图1

由于此工序为精加工工序，基准的选择由为重要，根据基准重合原则，在精加工工序选择为A为定位基准，而51.5两端为辅助基准。而在刀具的选择上用牌号YT15的硬质合金车刀，刀具前角8°～10°，刀具后角3°～5°，刀尖处圆弧为0.1～0.mm，刃倾角10°～12°，主偏角为90°外圆车刀加工。车床转速160转/分，车刀量选择0.05mm/秒，进给量（f）0.01mm.

由于Φ152及Φ129.975内外表面加工后，再用三爪卡盘夹紧，因为零件壁薄，易产生塑性变形，严重影响零件的加工质量，所以车削一根外径与 相结合间隙0.01mm，长度为34mm的圆棒。在用0.5mm厚，宽20mm的铜皮包住Φ152外径，防止卡盘卡伤零件，而影响表面粗糙度。用四爪卡盘夹紧Φ152外径，并用百分表找正内孔及51.5mm左端面，并保证同心度和垂直度都是0.01。夹紧后，用主偏角为90°牌号为YT15的外圆硬质合金精车刀加工外径后，用R3圆弧车刀加工24mm右端面及R3处圆弧，再用内孔车刀加工出3×60°倒角。

把准备好的车床磨具装到刀架上，并安装好砂轮，主轴转数36转/分，并调试好砂轮的正反转，用扇形软卡盘装夹零件处，注意夹紧力大小要合适，夹紧力多大易使零件变形。因为用车床磨具进行磨削加工零件受力小，故夹紧力可相对小些，防止产生变形。夹紧后用百分表找正内孔和51.5尺寸右端面，保证同心度和垂直度都是0.01。用砂轮磨削Φ289、Φ152及4.5右端面，保证图纸要求。

结语

通过此项零件的加工过程，在超薄盘类零件的加工上积累了一部分经验。同时对于在普通车床上使用立车磨具进行加工表面粗糙度及尺寸精度较高的零件进行了一些成功的尝试。

[1]机械设计手册[Z].

[2]金属材料手册 [Z].