导向套的工艺设计

■河南工专用刀具有限公司　（新乡　453002） 葛建华

导向套的工艺设计

■河南工专用刀具有限公司（新乡453002） 葛建华

摘要：本文介绍了一种专用导向套的工艺设计，针对导向套的加工难点进行详细的工艺分析和设计，通过制作专用夹具来保证导向套的加工精度，提高生产效率。

客户要求制作一批导向套，工件图如图1所示，所用材料为碳素工具钢T10A，热处理硬度55～60HRC。该导向套与常见的导向套结构不太一样，因为它同时具有2个导向孔，而且加工精度较高，孔径也较小，无法在热处理后进行磨削加工，因此加工难度较大。

1. 加工难点及工艺分析

（2）定位销孔及导向孔的孔距为（19.5±0.01）mm，（5.65±0.01）mm，（11.3± 0.02）mm，位置度要求0.01mm，精度较高，因此该两处孔必须在热处理后进行加工，以避免因热处理变形而造成孔距出现超差。

（3）由于是批量生产，需考虑在保证加工精度的条件下提高生产效率，因此需根据工艺要求制作专用夹具以提高生产效率。

2.　导向套的工艺设计

（1）导向套材料为碳素工具钢T10A，由于其热处理淬透性低、淬火畸变和开裂倾向大的缺点，经考虑后将其材料更换为合金工具钢9SiCr，其具有较高的力学性能、高的淬透性、耐磨性和耐回火性，以及较小的淬火畸变和开裂倾向，可完美替代T10A碳素工具钢。虽然原材料成本有些增加，但可大大降低导向套的废品率，综合考虑，还是很合算的。同时将导向套的热处理硬度增加到60～62HRC，以提高其耐磨性。

图1

图2　工件图（钻模加工前）

（2）按图2进行导向套的机械加工：先进行车削加工，其中外圆φ24.4mm、φ20mm及内孔φ18mm均留0.3～0.4mm余量，其余均按图样车削；接着进行外圆磨工序，采取两顶尖对顶磨外圆至φm m、φmm；然后是内圆磨工序，找正φ24.4m m外圆后，磨内孔至φmm。

（4）按图4进行2个φ4.5mm内孔的钻削加工：钻模以工件φ18mm内孔及削边销定位，此外，考虑到钻模的孔径等尺寸问题，采用整体结构，用9SiCr合金工具钢制作，淬火硬度为62～64HRC。

（6）按图6进行导向套3个φ7mm均布孔的钻削加工：钻模以工件φ24.4mm外圆及φ5mm圆柱销定位后，钻削3个φ7mm孔至尺寸，钻模板上的工件1固定钻套内孔为φ7F7。钻孔后拆去钻模，用带导柱平底锪钻锪沉孔3个φ12mm至尺寸。

（7）按图7进行导向套φ10mm内孔的锪孔加工：钻模以工件φ18mm内孔定位，并用M6螺钉固紧，用φ10mm平底锪钻锪孔至尺寸。该钻模考虑到尺寸问题，仍采用9SiCr合金工具钢做成整体结构，以方便加工。

简单介绍一下，以上使用钻模均是在双柱坐标镗床T4263B上加工的，孔的位置精度可达到0.01mm。由钳工使用钻模来加工导向套孔均是在台式钻床上进行的，工件用φ160mm自定心卡盘夹持定位，放在钻床工作台上。由于钻削的孔径较小，钻削扭矩不大，故自定心卡盘可不用固定，以缩短辅助时间。同时，在钻孔时应适量添加切削液进行冷却，防止钻头烧伤。

图3　钻模1（装配图）

图4　钻模2（装配图）

图5　钻模3（装配图）

图6　钻模4（装配图）

图7　钻模5（装配图）

（8）按图1所示由车工车削30°圆锥面至尺寸后，由钳工去除孔口的毛刺并倒钝。经检验部门检验合格后送往热处理进行淬火处理。

（9）工件淬火硬度合格后，由车工对研中心孔及孔口60°锥面，并下转外圆磨工序磨削外圆φ53±0.01mm、φmm、φmm，并靠磨端面至尺寸。

（10）进行线切割工序：最初考虑采用慢走丝线切割来加工定位销孔及导向孔，这样可保证导向套的尺寸精度及表面粗糙度要求，不需再进行加工。但本厂没有这种慢走丝线切割设备，经外协询价，加工费用较高，且交货期没有保证，故此方案被否定，因此考虑利用本厂的快走丝线切割DK7732来加工导向套。DK7732线切割机床的加工精度为0.01mm，可以满足导向套的加工精度，但切割面的表面粗糙度值最多只能达到Ra=3.2μm，保证不了导向套的要求。因此在线切割切割孔时，孔径应留有0.03～0.04mm的余量，再用整体硬质合金铰刀进行铰削，即可达到导向套的表面粗糙度要求。具体加工步骤：用线切割切割一夹具，以导向套的φ24mm外圆定位，并用强力磁铁吸牢，防止导向套的转动。导向套经切割后，下转至钳工工序，用带导向的整体硬质合金铰刀将定位销孔及导向孔铰削至尺寸。至此，该导向套已加工完毕。

3. 结语

导向套经用户使用证明，效果良好，现已重复订货。通过本次导向套的工艺设计，不仅满足了产品的加工精度，同时利用制作的专用夹具，提高了生产效率。这种工艺设计的思路，希望能为同行提供参考和借鉴，更好的完成本职工作。

参考文献：

[1] 吴宗泽. 机械设计手册（上、下册）[M]. 北京:机械工业出版社, 2002.

[2] 陈家芳. 实用金属切削加工工艺手册(2版) [M]. 上海:上海科学技术出版社, 2004.

[3] 浦林祥. 金属切削机床夹具设计手册（2版）[M]. 北京:机械工业出版社, 1995.

[4] 樊东黎, 徐跃明, 佟晓辉. 热处理工程师手册（2版）[M]. 北京:机械工业出版社,2004.

[5] 上海市金属切削技术协会. 金属切削手册（3版）[M]. 上海:上海科学技术出版社, 2000.

专家点评

这种零件加工难度大（硬度高），加工尺寸和位置精度都较高（0.01mm），如何保证加工精度，是工艺人员的比较头疼的事情。此文详细介绍了零件的加工过程、工艺安排、工装制作以及其中的一些机动灵活的满足并符合设计要求的变化（比如使用材料的代替），这些内容对同行的工艺人员有很好的启发和借鉴作用。

收稿日期：（20140910）