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30CrMnSiNi2A钢是我国航空工业广泛应用的低合金超高强度钢，该钢具有良好的淬透性，经热处理后可获得高强度，高塑性和高韧性，良好的抗疲劳性能和断裂韧度，低疲劳裂纹扩展速率，适宜制造高强度连接件和轴类零件等重要受力结构部件。该钢热处理后拉伸强度σb=1665±100MPa，钳工在热处理后进行精加工时刀具磨损较快，尺寸精度、表面粗糙度等难以保证。本文通过加工某型号产品左端盖锥阀密封孔的实例来介绍加工该类结构零件高精度密封孔的方法。 1.零件结构及加工难点我公司承制的某左端盖零件如图1所示，该零件材料为30CrMnSiNi2A，图示两处锥阀密封小孔φ5.95H8（+0.018 +0 ）m m和φ7.95H8（+0.022 +0 ）mm要求粗糙度值R a=0.8 μ m，两孔同轴度φ0.02mm，且φ5.95H8（+0.018 +0 ）mm孔要求圆度0.006mm；而孔口堵头孔φ10.5H8（+0.027 +0 ）mm（粗糙度值R a=0.8 μ m）与螺纹M 1 0×0.7 5 H 6 m m对基准孔φ7.95H8（+0.022 +0 ）mm均有同轴度φ0.05mm要求。该零件材料热处理后硬度47.5～50HRC，由于受零件结构限制，加工中心主轴与零件结构干涉，无法镗削加工，该处密封小孔、螺纹及堵头孔等只能由钳工采用简易立式钻床进行，孔的尺寸精度、几何公差及材料特性等造成了一定的加工难度。经过前期小批试制，采用热处理前粗钻孔，留余量约1mm，热处理后扩、铰孔并制螺纹的方式，虽小孔尺寸精度满足要求，但孔同轴度差，密封效果不理想，且刀具损耗严重，加工成本高，不适合中、大批量生产。 在环保安全方面，流体的泄漏是最主要的问题，而固瑞克的PulseTM流体处理系统拥有空气控制器，可以在设备未工作时及时切断动力源，使整个系统运行在可控的环境下，从而保证环境及现场人员的安全。目前，固瑞克公司已经在苏州拥有一座亚太区生产、组装和分销中心，为中国客户提供本土化的产品和服务。随着中国市场经济的快速增长，固瑞克公司在这方面也非常重视，目前已经完成上海总部新办公楼及研发中心的奠基仪式，旨在为中国市场打造一系列更加贴心的定制化服务，使其更加符合中国用户的习惯。未来，新的研发中心与工厂相结合，固瑞克公司将继续致力于流体处理系统的开发，为用户带来更好的体验。 为解决农村人口吃水问题，国家高度重视供水工程建设，特别是“十一五”以来，不断扩大投资规模。仅甘肃静宁县就累计投资8 735万元，建成13处农村饮水安全工程，解决了17.04万农村人口饮水安全问题。但截至目前，静宁县仍有12.94万人存在饮水困难。 零件锥阀密封孔的加工难点具体包括： （1）孔与孔、孔与螺纹的同轴度要求较严，而钳工扩、铰孔需多次手动换刀，存在较大的加工误差，很难保证同轴度。 （2）考虑热处理前粗钻孔存在较大的加工误差及热处理变形影响，为保证后续内孔有足够加工余量，精加工切削余量一般约1mm左右，余量大，硬度高，扩孔时极容易产生偏移。 （3）精加工环节，零件进行大余量扩孔时排屑不畅，容易挤伤内孔产生沟槽，后续铰孔无法去除，造成零件报废。 （4）热处理后零件硬度高，扩、铰孔刀具磨损严重，刀具损耗大，加工成本高。 2.优化加工方法及刀具结构经过分析，要解决以上问题，必须控制热处理前粗加工孔的尺寸精度及位置精度，并减少热处理后精加工余量，同时通过改善刀具结构降低换刀误差。因此，提出以下解决方案。 （1）优化加工方法。热处理前，粗钻孔至φ5mm，并扩、铰孔至φ5.75H8m m；以φ5.75H8mm孔为引导，扩、铰φ7.75H8mm孔；以φ7.75H8mm孔为引导，扩、铰螺纹底孔和φ10.3H8mm孔；以φ7.75H8mm孔为引导攻螺纹，具体加工要求如图2所示。以上内容进行完后，用专用同轴度量规检查，保证各孔同轴度满足图示要求。 热处理后，粗、精铰φ5.75 H8m m孔至φ5.95H8m m；以φ5.95H8mm孔为引导，粗、精铰φ7.75H8mm孔至φ7.95H8mm孔；以φ7.95H8mm孔为引导，粗、精铰φ1 0.3 H 8 m m孔至φ10.5H8mm孔，具体加工要求如图2中放大视图。以上内容进行完后，用专用同轴度量规检查，保证各孔同轴度满足图示要求。  图1 锥阀密封孔结构及相关要求  图2 热处理前加工要求示意 （2）优化刀具结构。为解决手动换刀误差，设计了以下双导向专用刀具，其中前导向与零件内孔配合导向，后导向部位与钻套配合导向，图3～图5中刀具为热处理前加工刀具，热处理后加工刀具结构相同，仅导向部位及切削部位尺寸作相应调整即可。①扩孔钻、铰刀及丝锥均采用前后引导的方式进行优化，在多次换刀加工后均能有效保证锥阀密封小孔同轴度要求。②根据材料切削特性，选用铝高速钢材质的切削刀具，可有效提高切削效果，降低刀具磨损，且经济成本较硬质合金、钴高速钢等材质刀具低。③将刀具夹持处外圆尽可能加大，并选择较小、排屑槽较浅的刀具进行加工，有效提高刀具刚性及切削效果。  图3 前后引导定位扩孔钻  图4 前后引导定位铰刀  图5 前后引导定位丝锥 3.选用合适的润滑油针对刀具易磨损，小孔表面粗糙度较差的特性，通过多次试验加工，可采用食用菜籽油润滑辅助切削的方式，可明显改善刀具切削效果，刀具磨损降低，小孔表面质量明显提高。 以2018洛杉矶车展为例。上午九点多，几大美国品牌所在的展区仍谈不上多少人气，除了发布会时间安排因素影响，我觉得主要是因为没有什么特别引人关注的闪光点，底特律的这个冬天可能有点冷。与之相比，几大豪华品牌所在的展馆明显热闹许多，重量级新车很受关注。比如有全新X7、8系敞篷版全球首发以及全新X5、3系北美首发的BMW，展台地方不大，但人气很高。 4.选择适当的切削参数如何选择切削速度、走刀速度及吃刀量等参数，对内孔表面质量、断屑及切屑的排除有很大影响。合适的切削速度、走刀速度和吃刀量等切削参数，跟零件材料、内孔大小相关。经过摸索，该零件钻、扩孔时选用转速为100～250r/min，吃刀量2～4mm，走刀速度0.25～0.40mm/min，在此情况下，切屑呈米粒状断裂，在较大流量的切削液冲击下很容易排除。 神人兽面纹与鸟纹在这面钺上分别置于刃角的上下方，它们是有不同的功能的。神人兽面纹是族徽或者说墓主人个人的标志。而鸟纹很可能才是真正的神，是历代良渚人共同的信仰。这种鸟纹在玉琮中不独立出现了，它被整合到神人兽面纹之中，而在这儿出现了。它说明，虽然鸟图腾的意识在这个时候已经淡化，但并没有消除。 5.结语通过以上方案验证，该零件锥阀密封孔精加工后采用专用检具——同轴度量规检测，同轴度均满足要求，加工合格率达100%，且产品零件经装配试验验证，满足密封性能要求。改进前零件的精加工余量约1mm，刀具磨损严重，改进后的精加工余量为0.2～0.25mm，仅导向铰削即可，零件加工效率提高，且有效降低了刀具的损耗，减少了生产成本，同时保质保量地按时完成了节点任务，保障了型号产品研制任务的顺利进行。 参考文献： [1] 《中国航空材料手册》编委会．中国航空材料手册[M]．北京：中国标准出版社，1988． |
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