一种薄壁锥套工艺加工方法的优化

1 概述

薄壁锥套是采煤机械设备上常用的一种连接件，此锥套内锥为1:4需与同锥度的外锥配合使用，且应具有互换性，由于零件自身结构的特殊性以及矿井下使用工况条件较差，该零件加工精度等级要求较高。因此，选择合理的加工工艺流程，以保证加工质量稳定尤为重要。

2 工艺路线的编制

根据设计图纸（如图1所示）零件材料及技术要求制定整个零件的加工路线。此例零件材料为40CrNiMoA,图纸技术要求整体淬火，硬度HRC38-42。由于是薄壁类零件，所以加工过程分为粗、半精、精加工。根据以上条件，工艺路线制定为：锻-热（正火）-车（粗车）-车（半精车）-热（整体淬火）-车（精车）-钻（螺纹孔）-线切割（3处1.5宽槽）。

3 工艺编制，根据图纸要求及工艺路线编制加工工艺

3.1 工艺基准的选择（如图1所示）。以外圆Φ125f7为加工基准，1:4内锥相对外圆基准A的跳动为0.02，因此外圆、内锥要一刀下，且允差小于0.02，考虑这几点要求，装夹位置选择在零件的右端。

3.2 刀具的选择。由于设计结构、精度等级、光洁度、加工方法的限制，此零件的内孔、外圆均在热处理淬火之后进行最后一道精加工，且此锥套内孔带有凸台，结构特殊，整体硬度高于普通的调质零件，一般的内孔车刀大小、硬度均无法满足加工，选择只针对此零件的内孔专用车刀，外圆车刀也选择更适合加工此硬度的专用车刀。

图1

4 加工过程切削量的选择。

为提高加工精度，满足图纸光洁度的要求，采用高转速、小进给，分层多次车削。此零件经过在现场多次试验，精加工车削工序最终选择转速 s=200～300 r/min，进给量 f=0.1～0.14mm/r，背车刀量ap=0.2～0.3 mm。

5 工艺加工方法的优化选择。

此零件加工的方法的选择主要体现在内孔与外圆加工的区别。

方法一：内孔、外圆均采用磨削，以保证图纸要求，但是1:4内锥是与同锥度的外锥配合使用，外锥轴零件是采用车削加工出来的，所以在磨削内锥时要和外锥配磨来保证使用时接触面积大于80%，这样以来就相当于轴和套的配合只能是一对一，没有互换性，一损俱损，给使用者带来了经济性和便捷性的双重负担。

方法二：内孔、外圆均采用车削加工，依靠同一数控车床的精准加工来保证1:4锥度要求。经试验一批30件，内、外锥度1:4均采用数控车削加工，完工后在格林森三坐标检测仪检测出来的结果，1:4锥度及其他参数均符合图纸要求。

结束语

薄壁套类零件加工是车削加工的难点之一，主要由于装夹应力及车削热应力的影响，在加工过程中容易引起变形，有的甚至是加工完在机床上检测是合格的，一但卸下来后放置一段时间自然冷却就会放生变形。所以加工薄壁套类零件时要注意以下几点a.装夹方式的选择，尽量选择使用较小的夹紧力或者做专用工装进行装夹。b.车削时分层车削，小背吃刀量、小进给量，高转速。c.冷却要及时。