某型号不锈钢尾罩的加工工艺研究

白文沼　李志虎

摘 要：不锈钢类零件具有其不易变形，韧性大，热强度高的特点，在某些地方是不能够用铝制件代替的。然而不锈钢导热系数低，容易导致加工硬化，且切削热多。因此，相较于铝制件，不锈钢类零件的加工对机床性能的要求更高。本文对公司目前生产的某型号不锈钢类尾罩的加工方法进行研究，以到达科学，经济的加工方法。

关键词：不锈钢 工艺 钻孔

1.引言

图1所示为某型号连接器的尾罩，该零件大部分为回转体结构类零件，只有线夹端为平面，加工方式即为普通的数控车床加工以及铣床加工。其常见的加工工艺流程为：下料-车削成型A-车削成型B-铣削成形（铣平面）—钻孔—孔口倒角—去毛刺—攻丝、回牙-镀-包装入库。由于零件材料是不锈钢，且钻孔位置在锥面上，故钻孔工序是该零件的加工难点。

2.零件结构分析

该零件整体结构较为简单，外形由圆柱面，锥面和平面以及螺纹孔组成，且圆柱面有直纹；内腔由螺纹腔，规格为M48×2-6H，环形槽以及锥形腔组成，主要外径尺寸为Φ520-0.16，Φ500-0.10，Φ400-0.12，R14。内径尺寸为Φ45.8+0.160，Φ37.1。零件属型腔结构，加工时材料切削量大，切削热较多。

3.零件加工工艺分析

零件加工工艺流程：下料-车削成型A-车削成型B-铣削成形（铣平面）—钻孔—孔口倒角—去毛刺—攻丝、回牙-镀-包装入库。 下料规格为Φ55×300；车削成形A时先粗车外形，后精车外形，再滚直纹；车削成形B时，因为U钻排削好，加工效率高，使用简单，成本相对较低，且零件内腔尺寸相对较大，故先采用U钻钻孔，再用镗刀精镗孔，然后使用螺纹车刀车内螺纹；铣削成形时由数控铣床铣平面；钻孔由数控小铣床分别对线夹端两螺纹底孔和斜面螺纹底孔进行钻孔；孔口倒角为通过普通车床夹持，进行手工倒角；去毛刺为手工去毛刺；攻丝、回牙则是通过相应的丝锥通过台式攻丝机SWJ-6进行攻丝回牙；最后镀覆和包装入库。

4.零件的加工难点

4.1.零件材料的加工难度

1. 由于零件材料为不锈钢，在加工时，加工硬度相较于铝制零件大，致使刀具磨损加快，且排屑难。

2.不锈钢材料的低热传导性会引起刀具切削刃的塑性变形并使刀具的磨损加快。

3.积屑瘤容易引起微小块金属粉屑留在切削刃上，造成不良加工表面，光洁度差。

4.刀具与不锈钢材料之间的化学关系造成的加工硬化和材料的低热传导性，不仅容易引起不寻常的磨损，而且还会引起刀具的崩刃和不正常的破裂。

4.2.零件结构的加工难度

零件为平面结构和回转体结构组成，整体结构较为简单，只需车削成形和铣削成形即可完成零件组要结构的加工。但斜面的螺纹底孔，因其和锥形面成90°的关系，用公司的数控小铣床钻孔时，因为刀具和斜面不垂直容易打滑，而使刀具崩断，且不容易装夹，加工效率低。这正是零件结构的加工难点。

5.针对零件材料加工难度的解决方法

1.使用具有高热传导性的刀具，如硬质合金刀具和高速钢刀具，常见的刀具材料有YG8、YG6、YT30、YT15、YW1、W18Cr4V等。

2.合理選择刀具几何参数。如选择较大前角γ和较小后角α。因为增大前角可以减小加工对象的塑性变形，降低切削温度和切削力，并且较少硬化层的产生。而选择较小后角，是由于当增加后角时，切削刃的散热能力和强度也随之降低，所以，当切削厚度大时，宜选用较小的后角。而主偏角Kr的选择，基于这样的原理：主偏角Kr的减小可以增加刀刃的工作长度，而刀刃的长度增加有利于散热，但是在切削时径向力会加大，容易产生振动。故常选取Kr的值为50°-90°。

3. 切削液和冷却方式的选择。不锈钢材料的切削加工性差，所以，对切削液的冷却、润滑、渗透等性能要求较高。常用的切削液有乳化液和硫化油以及机油。乳化液具有较好的清洗、冷却、润滑等性能，常用于不锈钢粗车。硫化油能在切削金属过程中在其表面形成较高熔点的硫化物，而且在高温下也不易被破坏，有很好的润滑作用，并有一定的冷却效果，适用于该尾罩的钻孔，特别是型腔钻孔。而机油的润滑性能好，但冷却和渗透性较差，适用于外圆精车。

6.针对零件结构加工难度的解决方法

如前所述，该零件的加工难度为钻零件斜面的螺纹底孔。为解决普通数控铣床加工该螺纹底孔效率低，刀具容易折断的问题，本文拟从设计专用夹具，并在普通钻床上加工螺纹底孔的方法着手。专用夹具可解决钻螺纹底孔时刀具易折断的问题。而钻床则可提高加工效率。

该夹具由四部分组成，分别为夹具体1，夹具体2，钻模板和定位板组成。其中，夹具体1，夹具体2和定位板的配合保证了零件锥形面的素线和水平线垂直。这样，钻床在钻螺纹底孔时类似于钻头和平面接触，不会打滑，解决了钻头易折断的问题。同时，钻模板能保证钻头不偏离，钻孔位置精度高。

7.总结

该类不锈钢零件的工艺优化，除了优化切削参数、刀具参数，提高机床性能，改善冷却方式，制作专用夹具外，还有人为的方法，即提高操作工人的技术水平。任何难加工的零件，只有不断的尝试优化加工工艺，才能攻坚克难，突破技术瓶颈，实现公司产品质量形象质的飞跃。

参考文献：

[1]李虹，暴建刚.画法几何及机械制图.北京：国防工业出版社，2008

[2]邓建新，赵军.数控刀具材料选用手册.北京：高等教育出版社，2005

[3]李瑞琴.机械原理.北京：国防工业出版社