摘要:以提升產品質量、降低制造成本為目標，在現有設備工裝的基礎上，探索高硬零件鏜孔加工，并從裝夾方式、設備選用、刀具選用、加工參數及加工結果對比等方面進行了研究與實踐，在工藝創新改進方面具有參考價值。

　　關鍵詞:產品質量;降低成本;高硬零件;鏜孔

　　目前，農機市場的需求逐步向大功率延伸，118kW(160馬力)以上的機型呈現逐年增長的趨勢，性價比更高的產品必將成為市場上的焦點。在目前總體環境下，如何提升產品質量、降低制造成本及提升利潤空間，為企業創造更大的價值成為工藝人員必須考慮的內容。下面針對履帶拖拉機中常用件———扭桿套合件以銑代磨的加工進行介紹，分析并探索如何利用現有工藝裝備進行高硬度材料的加工，為該類材料加工積累經驗。

　　1高硬零件加工的研究與實踐

　　118～132kW(160～180馬力)履帶拖拉機行走系中支重臺車屬于平衡獨立式臺車，采用彈性懸架結構，一共4組臺車，每組臺車有兩套扭桿彈簧，在拖拉機行駛的路段顛簸或翻越障礙物時，這些彈簧便能受到扭轉變形而起著緩沖和減震作用。由于扭桿彈簧減震分4組支重臺車(每邊兩組)懸架在履帶板上，同時具有支撐拖拉機自身質量的作用，因此，支重臺車很多部件對零件材質及硬度都有較高的要求。

　　支重臺車部件———扭桿套合件由扭桿臂和套筒組成，其中一分件套筒材料為45鋼，采用模鍛或鐓鍛的全鍛造毛坯，后調質處理，硬度229～269HB，145mm長度的內圓表面及兩端面感應淬火，淬火處理后表面硬度高于60HRC，屬于高硬材料。壓裝后需對該合件進行精加工，并保證套筒內孔尺寸89mm(+0.0540mm)及表面粗糙度1.6μm，加工難度大。

　　可以看出存在以下加工難點:1)合件結構異形，無法進行車削、磨削加工。2)中空零件定位較為困難。3)89mm的孔徑較大，若定制鉸刀，刀具的制造周期長。4)用手工打磨，勞動強度大、效率低，技術精度難以保證。為了克服上述難題，決定探索新的加工工藝，采用新工藝方法在機床上進行加工試驗。因之前未切削過此類高硬度零件，需解決上機床加工合件的裝夾、刀具問題，并探索合適的加工工藝參數。

　　1.1零件的裝夾

　　對零件的結構進行分析，考慮零件為異形件，采用傳統的壓緊方式可能壓緊不可靠，切削過程中會有移位的風險，最終決定采用三爪卡盤夾緊套筒部位，左側1.7.2及1.8.2懸升處采用輔助支撐。

　　1.2選用設備

　　采用現場設備長矛LNCER-1000立式加工中心。加工中心通常指鏜銑加工中心，主要用于加工箱體及殼體類零件，工藝范圍廣[1]，且具有剛性高、抗震性好的優點。從保證零件的加工質量及工裝的通用性方面考慮，利用現場的LNCER-1000立式加工中心是比較合理的選擇。

　　1.3刀具選擇

　　通過對零件的加工工藝性進行分析，采用鏜孔的加工方式比較容易實現。采用鏜孔加工時需根據零件的定位及壓緊方式考慮加工干涉區域，并選配合適的加工刀具。綜合現場刀具資源，考慮此處選用國產模塊化鏜刀。鏜刀由主刀柄模塊和鏜刀模塊構成，此處加工孔徑較長，需選配等徑中間模塊以達到工藝要求長度。

　　首先，查找現場可選用的刀具情況，查到現場現有的國產某品牌鏜孔刀具型號:21CD80-MBQ0840-70(精鏜刀，鏜孔尺寸84～93.6mm)或21CD80-TS9083-80(粗鏜刀，鏜孔尺寸83～101mm)，由于可調整到該零件的孔徑��89mm，因此可用于加工此零件。但目前現場所用刀片主要以用于加工普通鋼件或鑄鐵件為主，并不適合加工高硬材料。若用此刀片加工淬硬鋼可能會造成刀具嚴重磨損或崩刃，會對零件造成損傷，嚴重時可能會造成機床損壞。

　　由于現場現用刀具不能滿足加工技術要求，同時為了節約成本并確保加工質量，需盡量選擇與現場刀體可匹配的加工淬硬鋼的刀片。查找資料后確定采用CBN(立方氮化硼)刀片加工該零件。CBN屬于人工合成的一種高硬材料，硬度在7300～9000HV范圍內，是一種極硬的刀具材料。同時它的耐熱性、化學穩定性好，能耐1300～1500℃的高溫，并且與鐵族金屬的親和力小，因此它的切削性能好，適合于鐵族材料的加工[2]。

　　通常，材料硬度大于48HRC時利用CBN刀片加工最好，但加工軟材料時CBN磨損較快，因此不建議加工軟材料。在確定使用CBN刀片后，查資料確定與現場刀具匹配的刀片型號為TCGW110204CBN或CCGW120408CBN。同時裝配好鏜孔刀具備用。

　　1.4確定切削參數

　　由于熱處理鋼的硬度比較高，所以在進行切削加工時極易造成刀具的磨損，再加上孔徑精度要求比較高，在加工這些熱處理后的鋼材質工件時，需要反復調試以確定合適的刀具切削參數，這樣才能同時解決加工中的效率和質量問題。相關切削資料推薦:切削硬度HRC55～65的淬硬鋼可選切削速度為60～120m/min，進給量一般小于0.2mm/r，切深一般選擇小于0.3mm。但是，具體的加工參數需要在實踐中探索。

　　1.5現場工藝試驗

　　選用現場設備長矛LNCER-1000立式加工中心，在確保零件裝夾可靠、刀具選用合適后，根據資料中推薦的參數范圍，分別進行了鏜削加工，在加工調試時采用邊試鏜邊測量的方法進行。不同切削參數的選用對加工精度的影響比較大。時，零件表面粗糙度達不到產品設計要求;當切削速度為90m/min(主軸轉速為322r/min)時，零件表面粗糙度也不合格，且有輕微震動現象，零件加工表面存在震紋。根據現場實際情況及試驗分析，最終確定:切削速度為80m/min，進給量為0.1mm/r，轉速為284r/min，進給速度28.4mm/min，加工精度滿足技術要求。

　　機械方向論文范例：機械加工工藝對零件加工精度的影響

　　2結論

　　以往加工高硬度零件通常采用磨削加工，此次探索為異形件高硬零件的加工積累了經驗。在目前機械加工領域，成本已不再是簡單的購買工裝及設備方面的投入，我們需要考慮采用的工藝過程是否會影響到生產效率、產品質量等，同時人力、物力相關的投入也必將成為企業考慮的問題，制造業面臨著比以往更多的來自低成本、短周期和高品質等方面的壓力[3]。因此，對一般機械加工企業來說，如何對現有資源進行合理調配利用，以創新的思維將最少的投入轉化為最大的價值是每個員工必須考慮的課題。

　　參考文獻：

　　[1]周星元，梅順齊.機械制造技術:下冊[M].北京:中國水利水電出版社，2005.

　　[2]肖華，王國順.機械制造基礎:上冊[M].北京:中國水利水電出版社，2005.

　　[3]劉樹華，魯建廈，王家堯.精益生產[M].北京:機械工業出版社，2009.

　　作者：李金玲，張康