后桥壳体法兰盘加工表面质量提升

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序言图1为我公司生产的DM6系列后桥壳体，法兰盘的表面粗糙度及尺寸公差要求较高，表面粗糙度值要求达到Ra＝1.6μm（见图2），目前加工精度在Ra为1.6～3.7μm，有待提高。该工序属于产品加工的关键工序，关系到轮毂总成的装配精度，影响整车质量。图1DM6系列后桥壳体图2法兰盘的表面粗糙度要求2

后桥壳体法兰盘加工工艺后桥壳体法兰盘加工工艺：①后桥壳体吊装安装采用卡爪夹紧。②半精车桥壳两端油封台，采用车刀半精车。③采用可转位车刀半精车法兰盘端面外圆及止口。④采用修光刃精车法兰盘外圆及外圆端面。⑤采用可转位车刀精加工法兰盘外圆止口。⑥倒角2mm×45°及精车两端油封台。3

法兰盘表面粗糙度影响因素分析采用质量问题鱼骨图分析法，从人、机、料、法和环5方面进行分析如下。1）人员方面。我公司所有关键岗位都需要进行岗前培训，合格后持证上岗。员工操作机床、装夹工件和调整加工参数等都是严格按照作业指导书要求进行。两班轮班制，不会影响加工表面的表面粗糙度，排除人员因素。2）设备方面。该工序采用沈阳第一机床厂生产的数控双头车床，质量稳定、可靠，设备精度满足生产要求，排除设备因素。3）后桥壳体采用的是汽车行业应用广泛的QT450球墨铸铁[1]，碳以球形石墨的形态存在，其力学性能远胜于灰口铁而接近于钢。它具有优良的铸造、切削加工和耐磨性能，有一定的弹性[2]。4）排除人员、设备、材料和环境等因素的影响后，从工艺方法方面进行分析，查找原因如下。①车削法兰盘工序使用的是卧式数控双头车床，通过上一工序加工的基准面，在线测量定位尺寸，保证加工尺寸精度及稳定性。工件采用双头梅花顶针胀紧方式夹紧，双头顶针限制了4个自由度，梅花顶针胀紧限制了绕垂直轴线转动的自由度[3]，保证了工件的夹紧和同轴度要求。②加工使用的车刀片是日本住友的可转位刀片，质量稳定，但是型号为DNMG150408-GZ，刀片形状为菱形，55°角，后角0°，刀尖圆弧半径0.8mm，刀片加工后残留面较大，影响表面粗糙度。③加工参数：转速n＝255r/min，进给量f＝0.3mm/r，背吃刀量ap＝1.0mm。转速低，进给量大，背吃刀量大，参数不匹配，影响表面粗糙度。④因为设备刀塔在工件上方，在车削法兰盘的过程中有切屑排出，划伤外径表面，所以影响表面质量。4

采取的措施及调整过程表面粗糙度是指零件加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度[4]。表面粗糙度值越小，零件表面越光滑。在机械加工过程中，工件表面粗糙度值的大小，是衡量工件表面质量的重要标志，对机械零件的使用性能具有很大影响[5]。经分析，由于刀片型号、加工参数和工艺路线是影响表面粗糙度的主要因素，因此主要从以下几个方面进行调整。1）选用合适的刀具。图3为可转位车刀。当表面质量不高时，可适当增大刀具的前角，使刀具易于切入工件，从而减小切削力[6]。当前角选定好后，适当增大后角，使切削刃钝圆半径减小，增大切削刃锋利度。在精加工时，为了减少刀具与工件的挤压和摩擦、提高工件的表面质量，通常选用较小的主偏角和副偏角，采用较大的刀尖圆弧半径或者选择带修光刃的刀片[7]。使用带修光刃可转位铣刀DNMX150408N-SEN，以高转速、低进给量和小背吃刀量的方式加工，能够保证表面粗糙度值达到Ra＝1.6μm。图3可转位车刀2）合理使用切削参数。在工件材料、刀具等确定后，选择合适的粗加工和精加工参数对于工件的加工精度、表面粗糙度有很大的影响，而且还与提高生产效率、降低生产成本密切相关[8]。在粗加工时，因加工去除量较大，应尽可能提高生产效率，并且提高刀具寿命，所以应选择尽可能大的背吃刀量，然后选择合适的进给量，最后根据机床的负载及刀具寿命，尽可能选择大的切削速度[9]。在精加工和半精加工时，为了提高工件的表面质量，因加工去除量小，切削阻力便小，刀具磨损也小，所以尽可能选择高的切削速度，并选取较小的背吃刀量与进给量[10]。经多次试验，选定n＝55r/min，f＝0.15mm/r，ap＝0.5mm，取得了很好的表面质量。试验采用的加工参数及测得的表面粗糙度值见表1。表1试验采用的加工参数及测得的表面粗糙度值3）该机床刀具在上方，切削端面时，有切屑排出至精车外径，划伤表面。调整加工顺序，先精车端面，后精车外径，合理调整排屑方向。5

结果与验证通过对刀具、加工参数及工艺路线的试验调整，使后桥壳体法兰盘的表面粗糙度值降低到Ra≤1.6μm，提升了产品质量和装配质量。表面粗糙度检测仪测量结果如图4所示。图4表面粗糙度检测仪测量结果每天随机抽检10件产品，连续抽检1周，产品表面粗糙度值Ra均≤1.6μm，达到图样要求并保持稳定。6

结束语通过这次试验改善，了解