大型锥孔加工工艺论文

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1大型薄壁锥孔测量工具的必要性及加工工艺的简介

对于大型薄壁锥孔测量工具加工工艺的主要内容包括很多，首先主要是该大型锥孔测量装置是GM200-180辊压磨产品中辊套锥孔工装，辊套活件比较大，内锥孔大端直径φ1400-1.5-1.56mm，孔的锥度1：30，孔深1800mm，而且精度要求高。如此大内孔锥度及孔深，是前所未有，不仅测量方法及测量工具难以实现，更主要是测量工具的加工也存在较大困难。传统的锥度测量方法和手段已满足不了要求，针对这类大型活件，采用独特的测量方法，通过测量测量尺到平尺的距离H来检测锥度。中信重工的发展一年一个新台阶，大型成套项目越来越多，如此大的测量工具，要考虑到使用便捷，尺寸精度准确，厚度两面平行度0.02mm以内，中间18±0.01mm槽、两端圆弧对称度0.02mm以内等。

2大型锥孔测量装置的特点

通过对大型锥孔测量装置的分析可以看出，在本项目中的大型锥孔测量装置是由六个不同测量位置的测量尺组成。其中零件1为测量尺1该锥度测量装置有三个特征：第一，热处理淬火HRC55-60；第二，测量尺窄长，结构单薄，整体刚性差，制造过程中极易变形；第四，厚度两面各有18个减重槽；第五，必须保证Φ1397.913mm圆弧与18±0.01mm槽的要求。基于以上特点，制造存在以下技术难点。

（1）测量尺结构轻巧，要求使用方便对于大型锥孔测量装置来说，它具有测量尺结构轻巧的特点，而且使用起来非常方便。在一般的测量工具的使用过程中，会存在测量不方便的弊端，而且使用起来不是非常的方便。而该大型锥孔测量装置的设计就避免了这一缺点，而且使用起来效率非常高。这样一来就大大提高了测量工作的效率，促进了工程机械制造业的不断发展。

（2）重量轻且刚性好，不能变形对于传统的测量装置来说，比较笨重而且也非常容易变形。这样就非常不利于测量工作的进行，因为对于测量工作来说，必须要保证测量工具的轻便与灵巧。只有这样才可以在高难度的测量作业中实现对测量精准度的要求，促进测量工作的正常进行。

（3）精度要求高，测量部位要有硬度，耐磨损对于简单的测量工具来说，必须要保证精度要求高，测量部位要有硬度，耐磨损的特点，机械制造与控制工程之间能够在通过施加装配约束以及装配分析，可分析装配体各零件之间的关系，同时通过隐藏（显示）某些零件，进而清晰地显示出装配体内部结构。对于运动件可以使用运动仿真，通过施加约束以及驱动从而保证运动的可靠性以及可行性。在当前竞争环境下，由于国内机械制造企业存在着一个普遍的问题，那就是在生产成本控制方面普遍面临巨大压力。所以如何在满足外部需求的同时尽可能地控制并降低其内部成本消耗，这已经成为各企业共同关注与亟待解决的一个重要问题。同时也是我们必须要采取措施解决的问题。而此时，我们必须要对成本进行合理有效地控制，使其发挥最大的效用。对车间资源配置进行调整以实现总体成本优化时，实现各种资源的优化配置，同时考虑资源使用方式的多样性，这样就可以在很大程度上做到资本的节约。所以我们必须要利用控制工程来促进资源的合理利用，一方面需要结合生产对各种资源配置方案的调整效果作出准确的评价，另一方面又需要提供有效的备选方案的优化选择，通过搜索比较，我们可以发现，这样就可以实现问题的快速求解。所以这样可以更好地促进机械制造的成本优化。随着科学技术的发展，先进设备不断涌现，机械设计和工艺安排方面有了较快的发展，就目前市场的生产水平而言，大型企业资金雄厚，拥有先进的技术和生产设备，而中、小型企业在工艺安排和夹具设备方面相对较差，希望通过对零件的工艺和专用夹具的设计，解决中、小企业所存在的问题，提高生产效率，提高产品精度，降低生产成本，只有这样才可以更好的促进测量工作的进行。

3大型薄壁锥孔测量工具技术难点及工艺分析

3.1薄壁板加工变形和热处理淬火变形问题

由于热处理前加工18个减重槽过程中变形的不确定因素，内应力重新分布，加上热处理整体淬火变形的因素，必然会加大钢板厚度留量，钢板越厚，变形相对越来越小。但是由于淬火硬度高，加工量大，会产生加工应力造成二次变形，保证不了精加工精度。

3.2精加工工序安排及测量问题

厚度两面的平面度和平行度是整个精加工的工艺基准，这么单薄的零件要保证18±0.01mm槽的中心与Φ1397.913mm同心，且两端加工成测量用的球形是无法保证，给加工和测量造成很大的困难。

4大型薄壁锥孔测量工具加工工艺实施方案

4.1材料的选择方面

对于材料选择来说，要选择65Mn毛坯厚度20mm，65Mn是优质碳素结构钢，淬火硬度选择HRC55以下范围。只有在这个范围内才可以更好的促进大型薄壁锥孔测量工具加工工艺的发展与进行。

4.2主要的工艺流程

大型薄壁锥孔测量工具加工工艺流程：下料—退火校正—粗刨面外形—铣减重槽（TH56100）—校正—淬火—平磨（M7140）—时效校正—平磨（M7140）—时效—平磨—线切割（DK7663）18±0.01（单位mm）—检查尺寸—钳工修研—镗铣床（TK6513）加工φ圆弧—三坐标检查尺寸—镗铣床（TK6513）加工R圆弧—钳工修研。只有严格的遵循了这种工艺流程的设置，才可以更好的促进测量工作的进行。

5生产中存在问题及解决方案

5.1进行火焰烤校平的工序操作

根据以往单件热处理淬火后变形大，通常需要火焰烤校平。为了有效控制热处理淬火变形，我们对六件尺寸不同的测量尺采用固定把合的办法，将六件测量尺用连接工装把合在一起，进行淬火，经热处理打开后检查变形在1mm左右。由于热处理淬火后要进行平磨工序加工厚度和宽度两面，为了消除磨削产生的应力变形，工艺设计方案确定了三次热处理去应力时效校平工序，在实施中每次时效-校平-平磨后，测量尺的平面度均能控制在工艺要求范围内，经过最后一次时效—校平—平磨后，测量尺的平面度和平行度控制到了0.01～0.05mm范围内。

5.2进行防变形工艺处理

在整个的加工过程中，18±0.01槽（在图中表明）热处理前没有加工出来，是为了防止热处理过程中变形。热处理后由于硬度高，选择线切割加工能有效减少变形，编程时18±0.01mm留研量0.01mm～0.015mm，钳工修研18±0.01mm槽三个面，进一步提高18±0.01mm槽的精度和表面粗糙度。

5.3注意设计找正胎具

设计找正定位胎具，如图3所示，根据三面自动定心原理，设计φ18±0.01mm定位芯轴，数控镗铣床按φ300mm外圆找正中心0.01mm以内，装夹测量尺，18±0.01mm槽三面贴紧，两端悬空部分用等高垫块垫平，找正平磨及侧面0.02mm以内，压住，用涂层棒铣刀加工Φ1397.913mm圆弧，保证与槽同心，保证与槽的地面9±0.01mm尺寸要求。六件测量尺依次用定位胎具定位、装夹、找正、加工大圆弧-检测测量-加工小圆弧，省时省力。

5.4进行加工后的测量检测

加工后的测量，由于Φ1397.913mm圆弧两端是R5的圆弧，如果R5mm加工出来再检测所需数据，会影响数据的精确度。所以加工完Φ1397.913mm圆弧，三坐标进行精密测量数据，测量实际尺寸，记录下来作打印标识，再用胎具定位用凹元弧刀具精加工R5mm圆弧，留1mm平面，修研圆弧，达到图纸表面粗糙度要求。

6结束语

通过本文的研究可以看出，大型锥孔测量装置经过设计、工艺人员的多次研究，同时现场跟踪服务，积极处理问题，并设计了可行可靠的二次工装，很好地保证了加工的顺利进行，保证了高精度的要求，并为以后的锥度测量工装的加工工艺积累了丰富的经验，促进了大型锥孔测量装置工艺的进一步发展，促进了技艺的创新。

作者:田瑾王功军温涛单位:中信重工机械股份有限责任公司