压套组合件加工工艺可行性分析

摘要：本文对典型压套组合件的结构及其高精度要求进行了简单介绍，并对该类零件的加工难点及工艺方法进行分析，通过加工方法的调整及加工参数优化，对该类组合件加工进行了详细的论述。

关键词：压套组合件；加工方法；参数优化

引言

通过对典型零件500/600（B）的加工流程进行跟踪，该零件合格率低的原因是由于低温灵活性合格率过低，该组件为不同材料的两个单件组合的双间隙活门组件，由于该组件的活门由两种材料的单件通过工艺方法组合，各单件的材料不同，在加工、组合、检测、及工艺性等多方面就会与常规工艺方法有所不同，尤其是两种不同材料采用热胀冷缩压套后，仍需保证高精度的形状公差和同轴度要求，加工难度更大，从而导致该类零组件长期存在低温灵活性试验不灵活现象，合格率仅为10%。1加工难点针对该类组合件，我们以图2为例结合实际加工状况进行分析。500/600-01（B）（活门）外圆对压套孔跳动0.01max（图3），023-5F（联接杆）大外圆对小外圆跳动0.005max（图4），那么理论上将连接杆压入后，外圆对轴的跳动应该等于活门和联接杆单件的跳动之和0.015max；该组件中500/600-01（B）与023-5F外圆②对外圆①的跳动要求为0.03max，对于两个不同材料的组合件，且两零件为过盈配合，压套时需先对正刻线后再压入，且只对023-5F（联接杆）进行降温处理，对正刻线后压套时联接杆已经回温，冷冻产生的间隙配合已变为过渡配合，从而不能直接放入衬套孔内，需使用压力机辅助压入，产生联接杆受力不均匀，导致压套后外圆②对外圆①的跳动0.03max超差。

2工艺分析

通过对高精度典型活门组件500（B）/600（B）的单件及组件加工、组合、检测、及工艺性等多方面进行深入的分析，找到影响组件低温灵活性试验不灵活的关键因素是压套后500-01/600-01（B）的大外圆①相对023-5F的小外圆②跳动超差（见图2）。通过单件及组件的加工方法进行分析，其中影响压套后跳动的因素有：①500/600-01（B）外圆对内孔跳动0.01（见图3）；②023-5F大外圆对小外圆跳动0.005（见图4）；③压套定位面对零件内孔（外圆）的垂直度；④压套时的紧度大小是否存在影响；⑤压套时产生变形；⑥内孔与外圆的倒角是否能起到引导作用。通过对2012年下半年加工的该零组件压套工序收集的数据进行分析，以上影响的因素分析如下：①500/600-01（B）外圆对内孔跳动0.01存在超差：由于023-5F与该内孔有紧度要求，该跳动超差直接导致压套后两外圆的跳动超差；②023-5F大外圆对小外圆跳动0.005合格：组合后的跳动要求为该单件的小外圆对活门外圆的跳动要求，该跳动可以保证组合后小外圆对活门的跳动合格；③压套定位面对零件内孔（外圆）的垂直度实测0.01左右，可满足要求：该垂直度可保证压套时零件不会侧偏；④压套时紧度在0.022~0.028之间，内孔圆柱度为0.003；外圆圆柱度0.002，故在0.006的紧度公差范围内调整的仅有0.002~0.003的空间，其意义不大；⑤压套时，由于紧度为0.02~0.03，且只冰冻023-5F，在加工时，不能直接放入衬套500/600-01（B）中，需使用外力，用压力机压入，在压入时会因受力不均匀导致压套后的跳动0.03超差；⑥活门内孔与联接杆外圆的倒角为0.5×45°，该倒角确保联接杆可以顺利被压入活门中。

3解决措施

通过以上分析，其中500/600-01（B）外圆对内孔跳动0.01存在超差：由于023-5F与该内孔有紧度要求，该跳动超差是影响压套后跳动超差的关键因素，为了彻底的解决该问题，采取如下措施；首先对2012年6月~12月加工的单、组件的相关数据进行收集，并制订了如表1、表2数据表。从以上数据看出，压套前跳动与压套后跳动无明显规律，故产生跳动超差的主要原因为压套压入时受力不均造成，为了保证组合件的压套合格率，故对工艺规程进行如下调整:整500-01/600-01（B）数控车在5、10工序的加工方法，保证外圆对内孔跳动0.01max，以满足组合件的跳动要求；并增加压套的定位面对压套孔（外圆）的垂直度要求，以保证压套时联接杆不会侧偏。②500-01/600-01（B）10工序镗孔中，要求100%检查垂直度0.02，保证该垂直度合格，满足组件要求。③由于500-01/600-01（B）中压套孔较短，研磨工人在手拿零件研孔时会将该孔研偏，从而导致压套孔与外圆的跳动以及压套定位面与内孔的垂直度超差，影响压套后组合件的跳动；500-01/600-01（B）在95工序硬质阳极化后，105工序研孔前增加103工序镗孔。以外圆为基准，尺寸按准12.02+0.010加工，保证外圆对压套孔跳动0.01max，为研磨去除余量，再进行研孔，以提高内孔的光度和圆柱度要求，保证压套后的密封性要求。④在组件500/600（B）压套工序中，将原来只将联接杆冰冻更改为一方面将联接杆冰冻，另一方面将活门加热，利用热胀冷缩的原理，避免使用压力机，从而避免外力压入时手里不均匀造成压套后跳动超差：将500/600-01（B）放入加温箱，加温至150℃±5℃保温30min，再将023-5F放入液氮冷却至不冒泡，压套时使用同轴度工装，将500/600-01（B）放入工装，再将023-5F压入，要求不得使用压力机；将单零件温差法改为成对零件的温差法压套，避免压套时使用外力压入受力不均匀而带来的不稳定因素。

4结束语

本文通过对典型的不同材料的组合件（图1组合件示意图）的加工难点进行数据收集、通过工艺分析、制定解决措施和方案，从工艺流程的调整和工艺加工参数的优化上进行了详细分析和论证，从而解决了不同材料组合件的加工难点。同时也为我公司今后研制该类组合件的加工奠定了基础。

参考文献：

[1]朱淑萍.机械加工工艺及装备[M].机械工业出版社，2010：259-266.

[2]陈宏钧.实用机械加工工艺手册[M].四版.机械工业出版社，2016：20-49.

[3]冯刚.钳工实训指导书[M].机械工业出版社，2014：69-96.

作者：刘维军 单位：中国航发贵州红林航空动力控制科技有限公司