在兩種材料合成件上進行孔加工的研究和實踐

 問題的提出

    用作在高負荷下工作的重要結構零件，特別是受沖擊、震動、彎曲、扭曲負荷的機件，如車軸和發(fā)動機的傳動機件；汽輪發(fā)動機的轉子、主軸、重負荷的傳動軸等在設計圖紙中常會采用35CrMo為機件的材料。在IVECO汽車中的2045-5T加強型軍車，由于接合套的嚙合方式的不同，造成差速器殼須承受較大的彎曲、扭曲，在設計圖紙中也選用35CrMo為材料。但差速器蓋由于不受較大的彎曲和扭曲，材料選為QT590-10。差速器殼和差速器蓋合成(圖1、圖2)加工，由于兩種材料的不同，硬度、強度等切削參數(shù)不一致，常規(guī)的加工方法無法實施，因此在加工工藝中需要進行特別的處理和對待(圖1)。

圖1

2 加工工藝的分析

    在兩種材料合成件上孔的加工中，需要對如下兩方面進行分析。

1）各種加工工藝方法的分析

    采用普通鉆床加工該零件，用夾具的旋轉精度保證四個十字軸孔，相互間的同軸度和垂直度要求；用鉆套和鉆、擴、絞的工藝方式保證孔的直徑公差和圓度。此種加工方式對夾具的精度要求很高，夾具機構也相對復雜。成本低，適用于小批量生產，精度要求不高的產品。

    四個十字軸孔，相互間的同軸度和垂直度要求較高。采用彈性定位環(huán)的夾具方案，消除工件的定位誤差。利用TH6363臥式加工中心工作臺的回轉，實現(xiàn)對四個十字軸孔的加工，并通過程序的補償靈活、方便地修正加工中出現(xiàn)的誤差。用粗、精镋的方式及選用合適的刀片保證孔的直徑公差和圓度。此種加工方式成本較高，適合大批量生產。但對刀具的要求很高，尤其對鏜刀的刀片的選用要合理。

2）加工精度的分析

    如圖所示由于差速器殼和差速器蓋的材料不同，分別為35CrMo和QT590-10。35CrMo為合金結構鋼，相對切削性kr較低，屬于較難切削材料。QT590-10為鑄鐵類的材料，相對切削性kr對于35CrMo來說較高。這兩個材料不同的零件合成加工，由于硬度、強度等切削參數(shù)不一致，孔的直徑公差和孔的圓度不易保證。對刀具的選用及工藝方式要求很高。經實踐檢驗，采用粗、精鏜的方式比較適合產品工藝要求。

圖2 銑、鉆、鏜十字軸孔

3 加工工藝的研究與實踐

1）500600022 59.12車型上的左右差速器殼蓋合件上的總成后孔的加工(與2045-5T加強型軍車上的左右差速器殼蓋合件的區(qū)別在于差速器殼的材料不同，加工內容相同)由于59.12車型中的接合套的嚙合方式的變化，差速器殼不承受較大的彎曲和扭曲，所以差速器殼和差速器蓋的材料同為：QT590。由于兩種材料的相同，他們的硬度、強度等切削參數(shù)的相同。加工精度相對容易保證點(如4一Ø22N8)。加工的4個孔在圓柱面上，我們得先銑十字軸孔的孔口平面保證鉆出的孔不偏；然后選用Ø21.5的鉆頭鉆孔；最后選用鏜刀鏜出十字軸孔，保證加工精度。

2）500600022-5T2045-5T加強型軍車上的左右差速器殼蓋合件上的總成后孔的加工

    12045-5T加強型軍車的差速器殼7172781EB材料為35CrMo，差速器蓋7172780EB材料為QT590(詳見圖1、圖2)。由于材料的相對切削性Kr的不同，4—Ø22N8的孔的尺寸及圓度不易保證。首先，我們采用彈性定位環(huán)的夾具方案，清除零件的定位誤差。利用TH6363臥式加工中心工作臺的回轉，實現(xiàn)對四個十字軸孔的加工。在加工工步上與59.12車型上的左右差速器殼合件的區(qū)別：在銑十字軸孔的孔口平面工步后，增加一把定心鉆定Ø22N8孔的中心；然后選用Ø20.5的強力鉆鉆孔，接著采用粗、精鏜孔的方式保證孔的尺寸和圓度，先粗鏜孔的尺寸到Ø21.7,最后精鏜至孔的工藝尺寸。

    由于差速器殼的材料韌性比較好，容易產生積－屑瘤。故我們在實際加工中選用的SANDUIK品牌的CT5015刀片。此種刀片具有良好的抗積屑瘤性和抗塑性變形性，適用于要求高表面質量、小公差和低切削時的球墨鑄鐵、低合金鋼和合金鋼的精加工。我們還可以選用同類型的CT5005刀片。

4 結論

    綜上所述，在兩種材料合成件上孔的加工中，應先根據加工精度、尺寸和生產綱領來確定加工工藝方法，然后根據工件材料來確定鏜刀刀片的選用。普通加工中心常用粗、精鏜的加工方式來保證孔的加工精度和圓度