轉向節(jié)銷的加工

                                                                                                           作者 富國華 
 轉向節(jié)銷零件(圖1)有如下特點：
·     材料為42CrMoS4V，屬中碳鋼，并已調(diào)質過，硬度較高為300～350HB，強度為1000～1200MPa；
·零件的尺寸精度很高，其中有兩處為IT5～IT6(即2-Ø33.333-0.013，兩處為IT6(即Ø32t6和Ø40n6)；
·有一個帶45°(+15°)斜角的越程槽；
·其他三個配合面與基準A的同軸度為0.02。
·四個有配合要求的表面，粗糙度要求為Rz10µm(在Ra1.6～3.2µm之間)。
       根據(jù)零件自身特點及我廠現(xiàn)有設備水平，制定工藝路線為鋸切—車端面、打中心孔—車另一端面及外圓、鉆孔、攻絲—粗、精車外圓—清洗。

 
                        圖1
       因前幾項工序簡單在此略，現(xiàn)著重談粗、精車外圓。經(jīng)過前三道工序的加工，工件已由Ø42mm的棒料加工成為半成品(圖2)。這道工序在大宇重工(DAEWOO)數(shù)控車(型號為PUMA12L-B，主軸電機功率22kW，主軸最高轉速2500r/min)上加工。
                         
                                                                  圖2
1) 工步1：清理卡盤，裝卡工件采用兩頂尖裝卡工件，該卡盤的結構如圖3所示，其主要特點是卡盤的中心有一個端部鑲硬質合金的死頂尖，起定位作用，它的三個卡爪是浮動的，僅起夾緊的作用，而不再起自動定心的作用，這就不會造成過定位。加工工件前，必需對機床卡盤和它上面的頂尖進行校正，保證頂尖的跳動在0.003mm以內(nèi)。另外，裝在尾座上的頂尖也必需校正，將其跳動控制在0.01mm以內(nèi)，而頂尖本身也要具有一定的回轉精度。
                                      
                                                                       圖3

2) 工步2：粗車外輪廓卡盤和尾座頂尖的夾緊壓力分別為1.5MPa和1.0MPa，并且在精車前一直保持不變。由于工件的材料硬度較高，我們采用了GC4015(比原來用的GC4025更耐磨的牌號)山特維克(SANDVIK)的刀片，切削速度為160m/min。
3) 工步3：半精車外輪廓，除Ø32t6、2-Ø33.333-0.013、Ø40n6四處留0.1mm作精車余量外，其余各處加工至圖紙要求。我們選了一把副偏角(c′r=52°)較大的刀具(MVJNR2525M16)，將帶45°(+15°)斜角的越程槽也一起車出來，而不必采用成型刀具，節(jié)省了非標刀具的費用。我們?nèi)圆捎昧松教鼐S克牌號為GC4015的刀片，刀尖圓角半徑為R0.4mm，不但解決了車削振動的問題，而且也解決了表面粗糙度的問題。
4) 工步4：車螺紋M18×1.5。
5) 工步5：精車Ø32t6、2-Ø33.333-0.013、Ø40n6四個配合面至圖紙要求。這一工步是加工的重點和難點。因此在加工好M18×1.5的螺紋后精車外圓前要松卡盤，再重新夾緊工件，但卡盤的夾緊壓力減小為0.6MPa，這主要是為了保證工件的同軸度。松開卡盤和重新低壓夾緊工件這兩個動作已寫入程序，完全由機床自動完成。尾座頂尖的夾緊壓力仍保持不變。精車刀具選用金屬陶瓷刀片(附表)，其優(yōu)點是：刀具的壽命得到顯著的提高(比一般刀具提高275%)；切削速度提高40%多；比硬質合金刀片便宜(指相同規(guī)格)；加工過程中工件的尺寸較為穩(wěn)定，不必經(jīng)常進行刀補，節(jié)省了大量輔助時間。同一把刀具在加工同一工件的四個不同部位時，我們調(diào)用了四個刀補，它們分別控制一個尺寸，這樣就可實現(xiàn)對每個尺寸獨立進行補償。另外，為了使加工的過程較為穩(wěn)定，減少廢品率，每天在正式加工工件前，都要求操作者對機床預熱半小時，并對精車刀具進行預熱。
生產(chǎn)
廠家       刀片型號   刀片材質    切削速度(m/min)   進給量(mm/r)   加工件數(shù)(件/刃)    備注
A    TNMG160408-PF    GC4015      160              0.12             20               硬質合金
A    TNMG160408-PF    CT5015      160              0.12             40               金屬陶瓷
B     TNMG160404-KA    CT32       160              0.12             40               金屬陶瓷
C     TNMG160408-HQ    TN30        230             0.12             55               金屬陶瓷
       通過采取上述一系列措施，我們順利地生產(chǎn)出符合圖紙要求的零件，并把廢品控制在1%以內(nèi)，而加工一個零件所需的時間為4.5min(包括裝卸時間在內(nèi))。冷卻液的正確選擇也是至關重要的，它直接影響刀具的壽命和工件表面粗糙度。冷卻液我們采用了亞拉(Aral)公司的450EP，濃度為6%。綜上所述可清楚地看到，我們所采用的工藝方案同“磨削法”相比優(yōu)點是：效率高；廢品率很低；降低了工件的成本；大大減輕了工人的勞動強度(與在普通磨床上加工相比)；工序少，有利于生產(chǎn)調(diào)度；節(jié)省設備。