车工技师论文
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车工技师论文
不锈钢阀板加工工艺的改进
单位：山东煤矿装备有限公司 姓名
2010年11月21日
序言：
在阀板加工过程中，阀板公差与螺纹是加工的难点。而且本工件为不锈钢材料，加工难度大，出现成批废品，其未解决难点经我设计改装花盘工装夹具在车床上车削铰孔后，可保证其定位精度。其开口心轴在螺纹加工中也起到很好应用，而且得到了很好经济效益。 摘要：
我厂在阀板加工过程中，阀板两孔间定位公差与螺纹加工是摇臂钻床上加工的难点，而且本工件为不锈钢材料，加工难度大，经常出现废品，而且效率较低，经我认真分析改用C6140车床削阀体，经我设计改装花盘工装夹具在车床上车削铰孔后，可保证其定位精度。其开口心轴在螺纹加工中也起到很好应用，得到了很好经济效益。为以后加工类似产品积累了大量经验。
关键词 ： 难加工材料 螺纹加工 公差保证 阀板工装
不锈钢阀板加工工艺的改进
液压支架中操纵阀是开拉，降柱，推溜，移架主要部件之一，由此操纵阀阀体也是支架制造的主要部件。而制造操纵阀体材料为不锈钢，在摇臂钻床上加工时，经常出现废品，而且效率较低，经我认真分析改用C6140车床车削阀体。不锈钢操阀阀体材料为牌号为1Cr18Ni9Ti的不锈钢材料，加工比较困难，钻头、铰刀和丝锥磨损严重。而且该阀体其中φ52±0.03mm的公差比较小，仅靠在在摇臂钻床上加装钻模来加工，尺寸精度难以保证。所以在摇臂钻床上加工液压支架制作操阀阀体时，经常出现废品，而且效率较低，经我认真分析后改用C6140车床上加工该阀体，阀体图如下（见图1）。
1造成其原因
经过查阅资料，和观察加工过程我发现，由于不锈钢对钻削刀具提出了较高的要求。由于刀具材料硬度很高，因此需要很高的切削力。钢材的可切削性将受到较高的冷作硬化趋势、较低的热传导性和较低的韧性的不利影响。材料的可延展性将导致钻削后的孔径通常因为材料的回弹而比其公称直径偏小。直径和圆度方面的偏差将使导向棱边上承受的压力增大，导致钻头与孔壁的接触加剧，甚至也可能导致钻头折断。导向棱边上所受压力的增大主要与摩擦和局部温度上升有关，而且也可能导致材料边缘出现损伤。可以查明由于挤压或者摆动引起刀尖上所受的负荷，从而预先提示哪些区域会比标准使用寿命提前折断。
切削参数也会对钻孔质量产生影响，其中不仅包括切削速度，而且还包括进给量也是其中一个决定性的因素。目前，调质钢的切削速度最大约为200米/分钟，进给量一般可远高于0.1毫米/圈。例如，一根直径为8.5毫米的钻头可以承受0.25毫米/圈甚至更高的进给量。较高的进给量可以稳定钻头，并且可以略微消除摆动趋势，因此可以适当提高钻削加工的质量。 而不锈钢由于材料自身性质的限制就无法采用如此之高的切削速度和进给量，否则将导致钻头过载甚至损坏。通常情况下的进给量需要保持在较低的水平，远远低于0.1毫米/圈的进给量。由于钻头的横向切削刃在切入时不仅仅切削工件，还将挤压工件，因此采用这样的参数有利于避免发生摆动运动。钻头将挤压工件表面，如果工件与钻头的导向棱边发生干涉，那么对称度较好的钻头基本上可以保持稳定的切削过程，而摆动运动也将按照螺旋线进行。切屑过程中出现的切屑需要迅速从排屑槽排出。另外需要控制切屑的产生速度，以便比较通畅的排出，以避免损坏孔径内壁。调整后的排屑槽轮廓以及优化的切屑形状可以使得切屑尽可能卷曲。根据不同的材料需要将切屑尽可能的卷曲在一起。另外，还需要尽可能避免不受控的短小切屑进入排屑槽，导致孔径内壁受到破坏。常无法保证φ52±0.03mm的公差，而且钻头钻偏后铰刀无法对其矫正，从而造成废品，而且两孔有四个M33×1.5mm螺纹致使效率降低。
2解决方案
在C6140车床上采用工装加工该阀体，为解决材料难加工的问题钻头和铰刀使用牌号为W12Cr4V4Mo的高速钢材料，内孔车刀的刀头材料牌号为YG6X的硬质合金。并且在加工时充分加注切削液防止刀具磨损、产生加工硬化、减少切削热为铰孔提供便利条件
在C6140车床上采用工装将不锈钢作操阀阀体定位夹紧，钻孔时留有车削余量，然后再进行车削，最后再进行铰孔，可使公差有很好保证。螺纹在车床上车削可大大提高加工效率。这样既可以保证定位精度又可以提高加工效率。
3工装设计方案
在C6140车床上设计夹具（如图2），图中阴影为支撑板，支撑板上有三螺栓是夹紧元件，实体阴影部分是定位块。在此组合夹具中，首先要保证工件回转轴线位置。材料选用低碳合金钢12CrNi3A.18CrMnTi渗碳淬火硬度HRC58—62，可增加耐磨性和减小组装中累积误差。工作表面要求较小粗糙度。在夹具体花盘上固定平板时要求平板固定后，有较高的相互位置精度和配合精度。此工装可加工工件左端孔及螺纹。
图2
车另两端螺纹可用胀胎工装加工，（如图3）再加工完前端两孔后，卸下花盘，装入胀胎心轴，在拉杆上左端有螺纹与件2开口心轴配合，右端与件4螺钉配合，件2右端斜面外圆三等份锯开左端斜面1.493°斜面与主轴孔配合。此工装灵活可用，也减小了劳动强度。
4加工方法
将阀板放入图2，预紧螺钉使平板5与阀板充分接触。①钻孔至28+-0.5, =0.5～1.0′r=8°～15°。为了加强刀尖，一般应磨出r=45°～75°。副偏角常取钻孔过程中加注充分冷却液，转速不宜太高。②车孔至29+0.8。车孔时合理选择刀具材料是保证高效率切削加工不锈钢的重要条件。根据不锈钢的切削特点，要求刀具材料应具有耐热性好、耐磨性高、与不锈钢的亲和作用小等特点。YG6X使用时符合需要，切削不锈钢可获得较好的效果。在适当范围内加大后角能减小后刀面与加工表面的摩擦。后角的合理值取决于切削厚度，切削厚度小时，宜选较大后角。减小主偏角可增加刀刃工作长度，有利于散热，但在切削过程中使径向力加大，容易产生振动，常取 mm的刀尖圆弧。为了增加刀尖强度，刃倾角一般取λs=-8°～-3°，断续切削时取较大值λs=-15°～-5°。③铰孔至图纸尺寸④切退刀槽。⑤换螺纹车刀车削螺纹.。车削螺纹过程中，应降低切削速度，并加切削液。.增加刀杆截面积，并减小伸出长度（因为刀杆刚性不够，切削时容易产生震动）。 减小车刀纵向前角，调整中滑板丝杠螺母间隙（车刀纵向前角太大，中滑板丝杠螺母间隙过大容易产生扎刀）。高速切削螺纹时，最后一刀的切削厚度，一般要大于0.1mm，并使切屑垂直轴线方向排出（高速切削螺纹时，切削厚度太小或切屑向倾斜方向排出，容易拉毛螺纹牙侧）。选择合理的切削用量。
换另一端，用同样方法装夹后钻孔车孔铰孔切槽调螺纹。将此批工件干完后。换工装图3，将阀板装入胀胎预紧胀胎螺钉，进行切槽，车螺纹。同样方法加工出另一端螺纹。
经过我改用C6140车床加工出的阀板，公差有了很好的保证，而且效率也成倍的翻番，使支架的加工中操纵阀，不再成为制造的瓶颈，我由此成为本年度淄矿集团劳动模范。
总结：
我厂在阀板加工过程中，阀板两孔间定位公差与螺纹加工是摇臂钻床上加工的难点。未解决其难点，经我设计改装花盘工装夹具在车床上车削铰孔后，可保证其定位精度。其开口心轴在螺纹加工中也起到很好应用，得到了很好经济效益。经过我改用6140车床加工出的阀板，公差有了很好的保证，而且效率也成倍的翻番，使支架的加工中操纵阀，不再成为制造的瓶颈，为以后加工类似产品积累了大量经验。我由此成为本年度淄矿集团劳动模范。 考文参献；
1袁广 金属切削与刀具 化学工业出版社2006-7-1 2李昌年 机床夹具设计与制造 机械工业出版社2007-1-1 3盛善权 机械制造2001-3-2 金属切削加工和特种在加工
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