吳祝華

（中交廣州航道局有限公司舶船維修分公司，廣東 廣州510000）

0 引言

為提高挖泥船的泥泵吸口端封水腔襯套的耐磨性，延長其使用壽命，襯套材料選用Hardox400。此種材料具有耐磨性好、強度高、硬度高等特性，能很好地滿足泥泵吸口端封水腔襯套的使用特性，節(jié)省使用成本。但由于工件材料硬度高和工件直徑大、壁薄（圖1），導致工件加工制作過程中，存在合金刀粒難切削和工件整體強度不夠、裝夾容易發(fā)生變形等加工難題。為解決這些難題，本公司組織了專業(yè)的技術(shù)人員，通過實踐探討總結(jié)出了一套比較完善的加工工藝，最終解決了難題。

圖1 挖泥船泥泵吸口端封水腔襯套圖

1 挖泥船泥泵吸口端封水腔襯套的加工方案

通過設計工裝夾具轉(zhuǎn)移機床夾盤鎖緊力和使用優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒代替合金刀粒切削等措施解決了上述加工難題，現(xiàn)將加工方案介紹如下：

1.1 設計工裝夾具解決工件裝夾變形問題

根椐工件的外形特點及加工要求，分析設計出簡單的、有足夠強度的工裝夾具（圖2），通過轉(zhuǎn)移工件裝夾位置，將機床夾盤鎖緊力轉(zhuǎn)移到夾具上，確保工件上車床裝夾、夾緊不發(fā)生變形，如圖3所示。

圓盤夾具的凸臺部分用于與工件A端面平接，設計的6個U形槽方便工件與夾具焊接加固，以及加工完成后工件與夾具的打磨分離。工件與夾具連接后上車床，直接裝夾鎖緊的是圓盤夾具，夾具整體強度較大，裝夾時車床夾盤鎖緊力不足以使夾具發(fā)生變形，所以上部的待加工工件也不會發(fā)生變形。

1.2 選用優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒代替合金刀粒進行加工切削

圖2 夾具圖

圖3 工件裝夾圖

選用優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒代替合金刀粒進行加工切削。進口或國產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒具有如下特性：（1）高硬度（硬度達HRC85以上）、高強度（600～900MPa），保證能對 Hardox400材料順利進行切削。（2）抗高溫氧化性好。耐熱性和抗高溫氧化性好，在1 100～1 400℃時，仍能保持較高的硬度、強度進行長時間切削。（3）具有較好的斷裂韌性和良好的抗沖擊能力，加工過程中刀粒不容易斷裂。（4）高抗熱震性，較低的熱膨脹系數(shù)，刀粒受切削熱量影響時外形尺寸變化小，能確保工件加工精度。

選用具有以上特性的優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒進行加工切削，既解決了工件材料硬難切削的問題，又提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。

1.3 改進泥泵吸口端封水腔襯套U型口的加工方法

由于工件材質(zhì)硬度高，如采用傳統(tǒng)的U型口銑削加工方法，即使刀具選用優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒，生產(chǎn)效率依然偏低，加工成本高。原因如下：（1）工件材質(zhì)硬，加工又是斷續(xù)切削，導致刀粒在加工過程中不停地受到撞擊，容易造成刀粒崩裂。（2）斷續(xù)切削加工過程中工件和刀具振動大，導致加工表面粗糙度差，成型不美觀。（3）傳統(tǒng)的銑削方式是采用去除原材料的加工方法，需將U型里面的原材料由上往下逐層去除，一次進刀2～3mm，103mm的加工深度需要往復進刀40～50次，切削時間長，造成機器成本和人工成本高，生產(chǎn)效率低。

針對上述情況，本公司經(jīng)過市場調(diào)查了解后，決定委托專業(yè)的機加工廠家改用線切割加工U型口，只需將工件在機床工作臺上裝夾、校正好后，利用連續(xù)移動的細鉬絲（稱為電極絲）作電極，沿著U型對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。切割速度可達3～5m／min，只需短短的幾秒鐘即可完成U型口切割。相比傳統(tǒng)的銑削加工，效率高，成本小，且加工精度高，成型美觀。

2 襯套車削加工步驟及保證加工質(zhì)量的要點

2.1 襯套車削加工步驟

（1）將工件上立車車平如圖1所示的A端面。

（2）以加工好的工件A端面為底面，將工件平放于夾具凸臺平面上，同心裝配工件與夾具，均勻分布內(nèi)、外圓加工余量，利用6段小間斷焊，焊接均勻固定（圖4）。

圖4 工件與夾具連接圖

（3）將工件與夾具的連接體用天車吊上車床裝夾，以夾具?1 266外圓和夾具A基準面作為外圓和平面的校正基準，校正后按圖紙要求先粗加工工件，再精加工工件。

（4）車削完成后，用手動砂輪機磨掉6段小間斷焊，使工件與夾具分離，并將焊點打磨平整光順。

2.2 車削過程中保證加工質(zhì)量的要點

（1）加工工件A端面時，因工件整體強度差，裝夾不應太緊，車床轉(zhuǎn)速應在25r／min為宜，吃刀深度和進刀速度要小一些，確保加工安全和工件裝夾變形小一些。

（2）工件與夾具連接的間斷焊，在確保工件與夾具牢固的情況下，應越小越好，盡量縮小焊接熱影響工件材質(zhì)變化。

（3）工件與夾具連接后的加工，車床轉(zhuǎn)速要調(diào)快一些，并且吃刀量要小，防止車削力過大擠壓工件變形，以保證工件加工尺寸的準確性和獲得較好的表面光潔度。

（4）各車削加工工序車床轉(zhuǎn)速、進刀量、吃刀深度等參數(shù)如表1所示較為合理。

表1 車削參數(shù)表

3 結(jié)語

生產(chǎn)實踐證明，通過使用優(yōu)質(zhì)陶瓷刀粒切削工件，自行設計簡單、有效的工裝夾具轉(zhuǎn)移裝夾力，選用線切割加工U型口等工藝措施，解決了挖泥船泥泵吸口端封水腔襯套使用Hardox400耐磨材料后的加工難題，為其選用耐磨材料、延長使用壽命提供了必要的支撐。另外，此工藝可考慮應用在同類耐磨工件的加工上，并在生產(chǎn)實踐中進一步探討與發(fā)展，利用新技術(shù)與新設備，進一步提高加工效率和質(zhì)量。

［1］劉會霞.金屬工藝學［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2008