在两种材料合成件上进行孔加工方法的研究和实践

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1 问题的提出 用作在高负荷下工作的重要结构零件，特别是受冲击、震动、弯曲、扭曲负荷的机件，如车轴和发动机的传动机件；汽轮发动机的转子、主轴、重负荷的传动轴等在设计图纸中常会采用35CrMo为机件的材料。在IVECO汽车中的2045-5T加强型军车，由于接合套的啮合方式的不同，造成差速器壳须承受较大的弯曲、扭曲，在设计图纸中也选用35CrMo为材料。但差速器盖由于不受较大的弯曲和扭曲，材料选为QT590-10。差速器壳和差速器盖合成(图1、图2)加工，由于两种材料的不同，硬度、强度等切削参数不一致，常规的加工方法无法实施，因此在加工工艺中需要进行特别的处理和对待(图1)。 . v+ ~! c4 {3 I# N/ R3 J7 _3 x' ]4 K( X n0 J C 图1 + k; Z4 H! H0 O" r5 f: q; o 2 加工工艺的分析 在两种材料合成件上孔的加工中，需要对如下两方面进行分析。 $ I: d" U# u1 x6 a& P' a4 U & K# m) a3 t! Q* J' x% e 各种加工工艺方法的分析 + p) K5 u! P, [/ G1 R 采用普通钻床加工该零件，用夹具的旋转精度保证四个十字轴孔，相互间的同轴度和垂直度要求；用钻套和钻、扩、绞的工艺方式保证孔的直径公差和圆度。此种加工方式对夹具的精度要求很高，夹具机构也相对复杂。成本低，适用于小批量生产，精度要求不高的产品。 3 l* ]: U; w* c. U: j! N8 ? 四个十字轴孔，相互间的同轴度和垂直度要求较高。采用弹性定位环的夹具方案，消除工件的定位误差。利用TH6363卧式加工中心工作台的回转，实现对四个十字轴孔的加工，并通过程序的补偿灵活、方便地修正加工中出现的误差。用粗、精镋的方式及选用合适的刀片保证孔的直径公差和圆度。此种加工方式成本较高，适合大批量生产。但对刀具的要求很高，尤其对镗刀的刀片的选用要合理。 加工精度的分析 如图所示由于差速器壳和差速器盖的材料不同，分别为35CrMo和QT590-10。35CrMo为合金结构钢，相对切削性kr较低，属于较难切削材料。QT590-10为铸铁类的材料，相对切削性kr对于35CrMo来说较高。这两个材料不同的零件合成加工，由于硬度、强度等切削参数不一致，孔的直径公差和孔的圆度不易保证。对刀具的选用及工艺方式要求很高。经实践检验，采用粗、精镗的方式比较适合产品工艺要求。 0 U& \2 Q$ j' M, k, E; M& v1 m$ K/ e! u# u; i ?5 ]5 U! r 图2 铣、钻、镗十字轴孔 % i$ k% W0 [! ` 3 加工工艺的研究与实践 7 K& B A5 Z4 G Z% e" _! V # z6 \$ Z# b2 c1 g) z+ J% E0 m" R 500600022 59.12车型上的左右差速器壳盖合件上的总成后孔的加工(与2045-5T加强型军车上的左右差速器壳盖合件的区别在于差速器壳的材料不同，加工内容相同)由于59.12车型中的接合套的啮合方式的变化，差速器壳不承受较大的弯曲和扭曲，所以差速器壳和差速器盖的材料同为：QT590。由于两种材料的相同，他们的硬度、强度等切削参数的相同。加工精度相对容易保证点(如4一Ø22N8)。加工的4个孔在圆柱面上，我们得先铣十字轴孔的孔口平面保证钻出的孔不偏；然后选用Ø21.5的钻头钻孔；最后选用镗刀镗出十字轴孔，保证加工精度。 500600022-5T2045-5T加强型军车上的左右差速器壳盖合件上的总成后孔的加工 12045-5T加强型军车的差速器壳7172781EB材料为35CrMo，差速器盖7172780EB材料为QT590(详见图1、图2)。由于材料的相对切削性Kr的不同，4—Ø22N8的孔的尺寸及圆度不易保证。首先，我们采用弹性定位环的夹具方案，清除零件的定位误差。利用TH6363卧式加工中心工作台的回转，实现对四个十字轴孔的加工。在加工工步上与59.12车型上的左右差速器壳合件的区别：在铣十字轴孔的孔口平面工步后，增加一把定心钻定Ø22N8孔的中心；然后选用Ø20.5的强力钻钻孔，接着采用粗、精镗孔的方式保证孔的尺寸和圆度，先粗镗孔的尺寸到Ø21.7,最后精镗至孔的工艺尺寸。 由于差速器壳的材料韧性比较好，容易产生积－屑瘤。故我们在实际加工中选用的SANDUIK品牌的CT5015刀片。此种刀片具有良好的抗积屑瘤性和抗塑性变形性，适用于要求高表面质量、小公差和低切削时的球墨铸铁、低合金钢和合金钢的精加工。我们还可以选用同类型的CT5005刀片。 4 结论 综上所述，在两种材料合成件上孔的加工中，应先根据加工精度、尺寸和生产纲领来确定加工工艺方法，然后根据工件材料来确定镗刀刀片的选用。普通加工中心常用粗、精镗的加工方式来保证孔的加工精度和圆度。