1 問題及工藝分析

      在加工A380 客機飛行（háng）器控製係（xì）統的一項薄壁環（huán）形零件時, 由（yóu）於零件的（de）剛性差, 容易產生形變, 加工較為困難。為解決好薄壁類環（huán）形零件的平（píng）麵磨削變形（xíng）問題, 同時增（zēng）加（jiā）熱處理工藝和調整磨（mó）削工藝（yì）, 特作以下分析。

      圖1 所示為薄（báo）壁環形零件。壁厚直徑（jìng）= 1B32,零件材料為17- 4PH 合金, 兩端麵精度要求較高,內圈接觸毛氈, 作一般精度要求。根（gēn）據零件結構, 初步製定的工藝路線為: 粗車整圓y 精車整圓y 磨平麵。按照這種（zhǒng）路線加（jiā）工（gōng）時發現, 兩端麵的平麵度和平（píng）行度均不（bú）合（hé）格, 平麵度超差0105mm- 0108mm( 采用德國OEG GmbH 大表麵平（píng）麵度掃描儀FLATSCAN檢測) , 主要是由零件變形所致。具有內應力的零件, 其內部組織處（chù）於不穩定狀態。它有強烈地（dì）傾向（xiàng）於恢複到一個穩定的（de）沒有應力的狀態（tài）。即使（shǐ）在常溫（wēn）下（xià）零件也會緩慢、不斷地進行這種變化, 直到內應力消失為止。在這一轉化過程中, 零件的形狀和原有的精（jīng）度將發（fā）生（shēng）變（biàn）化。磨（mó）削變形的應力主要由兩部分構（gòu）成, 即材料（liào）殘餘應力和磨削應力。

      ( 1) 材料殘餘應力（lì）

      17- 4PH 合金是（shì）沉澱、硬化、馬氏體不鏽鋼（gāng）。材料在加熱和冷卻過程中, 由於表層和心部的冷卻速度和時間不一致, 形成（chéng）溫差, 導致體積膨脹和收縮（suō）不均而產生應力, 即熱應力（lì）。在熱應力的作用下, 由於表層開始溫度低於心部, 收（shōu）縮也（yě）大（dà）於心部而（ér）使心部受拉, 當冷卻結束時, 由於心部最後冷卻體積收縮不能自由進行而使表層受壓、心部受拉。另一方麵鋼在熱處（chù）理過程中由（yóu）於（yú）組織結（jié）構由奧氏體向馬氏體轉變, 比容的增大（dà）會伴隨材料體積的膨脹, 材料各部位先後相變, 造成體積長大不一（yī）致而產生組織應力。組織應力（lì）變化的最（zuì）終結果（guǒ）是表層受拉應力, 心部受（shòu）壓應力, 恰好與熱應力相反。

      ( 2) 磨削應力

      在（zài）磨削過程中, 工件表麵層在切削力、切削熱的作用下, 也會產生不同（tóng）程度的塑（sù）性變（biàn）形和金（jīn）屬組織的變化所引起的體積改變, 使工件表麵層產生內（nèi）應（yīng）力。再次加工後, 內應力重新分布, 使工件產生變形。其次, 平麵磨削（xuē）在表麵方向作進給, 直至達到規定的尺寸（cùn）要求。當磨削力大、熱量多、冷卻、排（pái）屑條件差時, 工件受熱變形大。

      2 問題解決

      解決以上問（wèn）題, 重點（diǎn）在消除（chú）或降低內應力。可選（xuǎn）擇的方法有: 在精（jīng）加工前對（duì）工件進行固溶時效處（chù）理; 調節加工方法（fǎ）、改善磨削速度等參數和穩定切削力。

      ( 1) 降低材料（liào）應力

      在工件精加（jiā）工前, 增加固溶時效處理工序（xù）。固溶處理（lǐ）能使合金中各種相充分溶（róng）解, 強化固溶體並提（tí）高（gāo）韌性及抗蝕性能, 消除（chú）應力（lì）與（yǔ）軟化, 以便繼續加（jiā）工成型。時效處理是在強化相（xiàng）析（xī）出（chū）的溫度加熱並保溫, 使強化相沉（chén）澱析出, 得以硬化, 提高強度。試驗得出17- 4PH 沉澱硬化不鏽鋼1040 e 1 小時油冷,固溶處理, 480 e 時效2 小時的組織和性能最（zuì）理想。

      ( 2) 降低磨削應力

      試驗結果表明, 通過增（zēng）加磨削次數（shù）和粗磨後的穩（wěn）定處理, 可以抑（yì）製磨削變形（xíng）。調整後（hòu）的磨削參數為: 砂輪切削速度30m/ s, 橫向（xiàng）進給0101mm, 工作台速（sù）度27m/ min, 單（dān）位時（shí）間切削量415mm3/ s。由（yóu）於凸輪形狀的特殊性, 通常（cháng）其磨削餘量不均勻, 而且凸輪磨削工藝（yì）係統剛度較差, 因此磨削過程中很容（róng）易由於磨削餘量的不均勻引起（qǐ）磨削力過大地波動, 進而影響加工質量。在凸輪（lún）磨削過程中引（yǐn）入適應控製（zhì）技術, 保持磨削力的恒定, 也可以降低磨削變形。試驗同（tóng）時發現, 在選擇切削（xuē）液時, 水溶性切削液 ( 乳（rǔ）劑) 優於純油性切削液( 油（yóu）劑（jì）) 。

      3 結語

      在不影響機械性能的前提下, 應盡量降低材料內應力的影響、減少磨削變形。在精加工之前, 增加工件固溶（róng）時效處理, 對於解（jiě）決薄壁類零件的磨削變形問題是比較（jiào）有效的（de）方法。增加磨削次數及粗磨後的穩定處理、改善磨削（xuē）參（cān）數和穩定切削力, 也可以作為降（jiàng）低磨削變形。