流量孔板加工工艺设计及制造过程分析

封志娟

【摘 要】流量孔板是某工程管道料流上的关键零件，工艺要求中每对的尺寸公差、表面粗糙度及锐边要求极高。本文主要阐述了在普通车床上加工流量孔板的工艺设计及制造过程分析。

【关键词】奥氏体不锈钢；普通车床；车削加工

0 前言

流量孔板是某工程的关键零件，成对之间的尺寸精度、内孔表面光粗糙度及锐边要求极高，加工及测量难度大。在没有更精密设备、测量仪器的情况下，用普通车床加工流量孔板，需要较高的工艺理论和技术操作水平。

1 流量孔板结构及工艺要求

1.1 流量孔板结构

流量孔板（YB6-200）材质为奥氏体不锈钢S30408，结构及尺寸要求如图1所示，部分加工数量如表1所示。

1.2 加工难点及分析

1）流量孔板的材质为S30408，基本组织是奥氏体，具有较高含量的Cr、Ni，加工过程中切削力大，切削温度高，加工硬化严重，容易粘刀，刀具磨损快；端面表面粗糙度要求精加工，加工难度大。

2）流量孔板的内孔表面粗糙度要求为Ra0.8，孔直径d的锐边应该没有毛刺、擦伤、凹坑等。锐边应该达到照射到它的明亮光线不发生可见的反射。极高的表面粗糙度要求大大增加了加工难度。

内孔直径的公差要求高，为内孔直径的千分之一，内测千分尺精度为0.01mm，要保证内孔直径公差在0.001mm数量级，且成对出现，一致性要求高，加工难度大。

2 加工工艺设计

流量孔板加工只有车削工序，由于左右内外端面及内孔直径的公差及表面粗糙度要求高且各不同，可将车削工序细化为如下步骤：粗车→半精车左右端面外圆→精车左右端面→精车内孔。

3 工艺分析及过程控制

3.1 粗车表面

平面加工时，粗车可以提高车削速度和车削效率，但表面粗糙度较低。流量孔板表面余量较大，故先采用粗车，去掉余量较大的表面，单边留1mm余量，如表2所示：

3.2 半精车左右端面

半精车是粗车与精车之间的过渡，精度在Ra12.5～6.3之间。从经济角度考虑，一般粗加工后的半精加工与粗加工用的设备、刀具、仪表采用同种，只是车削工艺参数调整，如表3所示：

3.3 精车左右端面

1）精车精度可达到IT8～6，Ra6.3～1.6。流量孔板左右端面的精度为Ra6.3、Ra3.2，精车过程必须达到设计要求，如表4所示：

精车过程中，从内孔（最小？椎8）到外圆（？椎330），切削速度vc由4米/分到165米/分，变化非常大，其中在直径？椎160～？椎290之间非常容易产生积屑瘤。为消除积屑瘤，保证左右端面的表面粗糙度满足技术要求，在车削过程中加注能起润滑作用的切削液（一般为机油），避免铁屑积瘤在工件表面，影响表面粗糙度。

3.4 精车内孔

1）流量孔板的内孔结构特殊，尺寸及精度要求高，加工难度在四个步骤过程中最大，如表5所示：

2）精车内孔时，先镗通孔，留单边0.2mm余量；然后车锥度，进给手摇且平稳、匀速，进给量估计0.12～0.15mm，保证尺寸和表面粗糙度精度要求；最后车圆弧，磨制成型刀，油石背刀，修光切削刃，使刀具的表面粗糙度比工件高，车制的工件表面粗糙度才好。根据不同的圆弧磨制不同的刀具。

3）流量孔板内孔公差是内孔直径的千分之一。加工过程中先由小孔开始加工，小孔公差小，要求高，难加工，一旦加工失误可以改为稍大的直径，孔径越大，公差越大，保证在精度要求高的情况下不报废一件工件。

4 特殊加工要求

4.1 成对流量孔板的一致性问题

在流量孔板加工过程中，根据内孔尺寸流量孔板是成对加工的（表1），一致性要求高。采用了定位车、顺序车的方法，保证了成对流量孔板的一致性。

1）定位车，用自制工具软爪装夹定位车左右端面，可以保证工件左右端面深度h的一致性高。

2）顺序车，在加工过程中，成对流量孔板，按顺序“成对”车制。先定位车制两工件的左端面，再按车制左端面的先后顺序定位车制两工件右端面，然后按同样顺序车制锥度，最后按同样顺序进行圆弧r的车制。

4.2 锐边加工过程

在内孔加工的最后过程中，要求孔直径d的锐边应该没有毛刺、擦伤、凹坑等。锐边应该达到照射到它的明亮光线不发生可见的反射。难度较大。

在加工过程中，先加工出右侧锥度，然后用成型刀车制成型。车制过程中，小托板定位，手控中托板，用内测千分尺反复测量、修正，直至达图纸技术要求。过程中不能用砂纸抛光锐边，保证锐边的线性。

5 实施效果

全部流量孔板经万能工具显微镜检测，公差及精度满足要求，全部合格（表6）。

6 结论

在没有更精密的设备、仪器、工具的条件下，克服切削积瘤及成对一致性要求高等难点，流量孔板如期完工，符合图纸工艺及技术要求，节约了大量的人力和材料成本。

【参考文献】

[1]上海市金属切削技术协会编.金属切削手册（第三版）[S].上海科学技术出版社出版，2000.6.

[2]李洪，主编.机械加工工艺手册[S].北京出版社，1990.12.

[3]冯道，主编.机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册[S].安徽文化音像出版社，2003.12.

[责任编辑：王楠]