高精度锥面加工工艺方法分析规章制度

1、高精度锥面加工工艺方法分析规章制度高精度锥面加工工艺方法分析 本文关键词：锥面，加工工艺，方法，分析高精度锥面加工工艺方法分析 本文简介：摘要：针对高精度锥面加工工艺方法进行了研究，由于零件材料硬度高，且加工批量大，锥面的加工质量不稳定。以阀座类产品为例，通过对锥面加工工艺进行分析、研究，从工艺方法、加工设备及刀具选择等方面综合考虑，制定出了可行的工艺方法，使其满足要求。关键词：高精度；高硬度；锥面；加工工艺引言本文以高压共轨柴油燃油高精度锥面加工工艺方法分析 本文内容：摘要：针对高精度锥面加工工艺方法进行了研究，由于零件材料硬度高，且加工批量大，锥面的加工质量不稳定。以阀座类产品为例，通过对

2、锥面加工工艺进行分析、研究，从工艺方法、加工设备及刀具选择等方面综合考虑，制定出了可行的工艺方法，使其满足要求。关键词：高精度；高硬度；锥面；加工工艺引言本文以高压共轨柴油燃油泵关重件阀座为例，对高精度锥面加工进行研究。阀座质量对高压共轨燃油泵的性能有重大影响，因为阀座需在500mpa高压下工作，要求密封性完好，无泄漏，所以对起密封作用的关键部位88锥面的要求非常高。即给出的技术条件是角度公差0.5，锥面粗糙度要求为ra0.3、圆度0.005mm、直线度0.002mm、跳动0.008mm，大批生产质量不稳定。因此，为满足大批量生产，并使锥孔精度满足要求且质量稳定可靠，必须从加工方法、加工设备、

3、刀具（砂轮）选择及加工参数等方面进行优化设计。1零件结构简介零件材料：m50；热处理硬度：hrc6266；零件结构如图1所示。2锥面加工工艺难点分析（1）此阀座锥面的主要加工难点在于88锥面公差只有0.5，且锥面长度仅有1.3mm，锥面较短，加工尺寸不稳定；另外，粗糙度要求精度为ra0.3。由于材料硬度较高，所以普通的车削加工难以保证角度公差及粗糙度要求。（2）锥面与准3.5+0.020孔的跳动要小于0.008mm，为保证跳动要求，准3.5+0.020孔必须和锥面一次加工而成，不能分工步加工。（3）锥面圆度0.005mm，锥面直线度0.002mm，要求锥面的形状要很好，不能有一丝缺陷及加工不起

4、来的情况。3解决措施3.1加工路线的确定因为此零件锥面精度要求高，所以必须分粗精加工，在热处理前将零件形状加工完，因热处理后零件会产生变形，所以热处理后留余量精加工零件，因零件属回转体，粗加工选择数控车床进行，但考虑到88锥面精度要求，且热处理后材料硬度会达到hrc6266，所以在热处理后选择数控车床车锥面是满足不了加工要求的，故首先考虑到的是选用内圆磨床进行锥面精加工，加工步骤：车零件外形热处理精磨锥面与内孔。3.2加工设备的选择车零件外形因为是粗加工，选用普通数控车床就可满足要求，如需外形一次装夹加工完成，可选用纵切机，推荐设备型号sprint-20，与普通设备相比，可将零件周边径向孔一并

5、加工，提高加工效率。精磨锥面与内孔，因前期此零件在试制过程中使用了多种内圆磨床进行加工，根据加工数据对比，加工稳定性较好的设备是瑞士磨床s145和ct450。这两种设备的精度较高，从加工精度上讲可以满足加工要求。3.3装夹方式此零件磨内孔与锥面装夹时用大外圆（准12），因为要保证总长尺寸14.30.05mm，所以选择c端面定位。装夹方式中最关键的一点就是三爪，三爪选用镗过的软爪，软爪的跳动保证在0.01mm以内，这样才能保证锥面圆度不超差。3.4刀具的选择因锥面与a孔有跳动要求，所以a孔必须与锥面同时加工，且a孔的加工质量好坏也是直接影响跳动合格与否的重要原因。刀具（砂轮）的选择方面，精磨锥面

6、和内孔所选用的磨头至关重要，此零件在加工前期，由于对磨头没有做过多的要求，所使用的磨头结构不合理。加工直孔的磨头如图2所示，其缺点是磨头杆材质为普通不锈钢，磨头细长，刚性差；锥面磨头如图3所示，其缺点是磨头涂层材料选用的是普通金钢砂，易磨损，磨头杆是普通不锈钢材质，刚性差。由于以上两个磨头存在的问题，造成锥面和a孔加工后经常出现沟痕，且尺寸不稳定，无法满足图纸要求。解决方法：对以上两个磨头结构进行重新设计优化。对直孔磨头，将有效磨削面长度减少，从前期的2cm更改为1cm，结构上将磨头与磨杆直面连接更改为锥面连接，磨头选用cbn涂层，磨杆选用合金材质，更改后的直孔磨头如图4所示；对锥面磨头，缩小

7、磨杆与磨头的直径比例，磨头杆直径选用5mm，磨头直径选用5.6mm，单边镀层厚度为0.3mm，磨杆选用合金材质，增加刚性，且将磨头材料由镀金钢砂更改为立方氮化硼，更改后的磨头更耐用，加工尺寸更稳定，如图5所示。3.5锥面关键加工参数的设置为了确保大批量生产，关键加工参数设置很重要，在零件的加工过程中最常见的质量问题是88锥面有加工不起来的现象，从而导致锥面圆度及跳动超差的情况。经过分析查找，主要原因是在粗加工零件时对锥面磨削留的余量太小。改进方法：粗车88锥面时对锥面孔口直径尺寸缩小缩严，由准6.260.1更改为准6.240.08，单边磨削余量为0.05mm，如果磨削余量太大，会造成磨头磨损加

8、快，加工尺寸不稳定。所以经过多次试验验证，0.05mm是一个较理想的余量值。内圆磨削加工参数：经过多次试验，将砂轮磨削时的线速度设置为16m/s（转速约为56500r/min），零件转速为200r/min。磨头分三段进给，第一段当磨头接近工件后，进行磨削位置搜索，此时进给速度设置为2mm/min；第二段是当磨头接触零件后，进入磨削，进给速度设置为0.2mm/min；第三段是光磨，为保证粗糙度要求，磨头在到达最终尺寸后光磨，进给速度与第二段一致。具体加工参数如表1所示。在锥孔磨削时，为了保证磨削质量及尺寸稳定性，需对磨头进行修磨，推荐修磨频次为1/10。准3.5+0.020直孔磨削质量是影响跳动

9、0.008mm的关键，所以将直孔磨削关键点和参数一并加以说明：经过多次试验摸索出最佳磨削余量是0.05mm，单边余量0.025mm，磨削方式选震荡磨削，砂轮线速度设置为10m/s（转速约为61600r/min），零件转速为200r/min，磨削进给速度设置为0.2mm/min，走刀磨时的进给量为0.002mm，光磨次数推荐为10次。另外需要关注的一点是，磨削时，磨削面需得到充分冷却，建议使用主轴内喷和外喷相结合的方式进行磨削液喷淋冷却，这样有利于表面粗糙度的提高。通过以上参数的优化设计，阀座锥面尺寸、粗糙度、形位公差都能满足要求，且加工尺寸非常稳定，具体尺寸如表2所示。通过对过程能力指数进行计算，角度、粗糙度、跳动、圆度、直线度cpk值均达到1.7以上，质量稳定，满足客户要求。4效果及意义通过对高硬度精密件锥面加工方法的研究及改进，大大提高了此类零件批量生产合格率。目前这种方法正用于公司类似零件的生产加工中，它保证了产品质量的同时也提高了生产效率，满足了客户需求，从而争取了更多订单，为公司带来了较大的经济收益。5结语本文针对高精度锥面加工方法进行了工艺研究，分析了加工高精度锥面时需要注意的加工事项，并提出了有效的解决措施，进行了有针对性、卓有成效的改进，取得了较好的成果，为公司后期开发精密件产品奠定了技术基础。参考文献1赵