1 問題及工藝分析

      在加工A380 客（kè）機飛行器控（kòng）製係統的一項薄壁環形零（líng）件時, 由於零（líng）件的剛性差, 容易產生形變, 加工較為困難。為解決好薄壁類環形零件的平麵磨削變形問題, 同時增加熱處理工藝和（hé）調整磨削（xuē）工藝, 特作以下分（fèn）析。

      圖1 所示為薄壁（bì）環形（xíng）零件。壁厚直徑= 1B32,零件材料為17- 4PH 合金, 兩端（duān）麵精度要求較高,內圈（quān）接觸毛氈（zhān）, 作（zuò）一般精度要求。根據零件結構, 初步製定的工（gōng）藝路線為: 粗車整圓y 精車整圓y 磨平麵（miàn）。按照這（zhè）種路線加工時發現, 兩端麵的平麵度和平行度均不合格, 平（píng）麵度超差0105mm- 0108mm( 采用德國OEG GmbH 大表麵平麵（miàn）度掃（sǎo）描儀（yí）FLATSCAN檢測) , 主要是由零件變形（xíng）所致。具有內應力的零件, 其內部組織處於不穩定狀態（tài）。它有強烈地傾向於恢複（fù）到一個穩定的沒有應力（lì）的狀態。即使（shǐ）在常溫（wēn）下零件也（yě）會緩慢、不斷地進行這種變化, 直到內應力消失為（wéi）止。在這（zhè）一轉化過程中, 零件的形狀和原有（yǒu）的精度將發生變化。磨削變形的應（yīng）力主要由兩部分構成（chéng）, 即材料殘餘應力和磨削應力。

      ( 1) 材料殘餘應（yīng）力

      17- 4PH 合金是沉澱（diàn）、硬化、馬氏體不鏽鋼。材料在加熱和冷卻（què）過程中, 由於表（biǎo）層和心部的冷卻速度和時間不一致, 形成溫差, 導致體（tǐ）積（jī）膨脹和收縮不均而產生（shēng）應力, 即熱應（yīng）力。在熱應力的（de）作用下, 由於表層開始溫度低於心部, 收縮也大於心部而使心部受拉, 當（dāng）冷卻結（jié）束時（shí）, 由於心部最後冷卻體積收縮不能自由（yóu）進行而使表（biǎo）層受壓、心（xīn）部受拉。另（lìng）一方麵鋼（gāng）在熱處（chù）理過（guò）程中由於組（zǔ）織結構由奧氏體向馬氏體（tǐ）轉（zhuǎn）變, 比容的增（zēng）大會伴隨材料體積的膨脹, 材料各部位（wèi）先後相變, 造成體積長大不一致而產（chǎn）生組織應力。組織（zhī）應力變化的最終結果（guǒ）是表層受拉應力, 心部受壓應力, 恰（qià）好與熱應力相反。

      ( 2) 磨削應力

      在（zài）磨（mó）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（bú）同程度的塑性變形（xíng）和金屬組（zǔ）織的變化所引起（qǐ）的體積改變, 使（shǐ）工件表麵層（céng）產生內應力。再次加工後, 內應力重新分布, 使工件產生變形（xíng）。其次, 平麵磨削在表麵方向作進給, 直至達到規定的（de）尺寸要求（qiú）。當磨削力大、熱量多、冷卻、排屑條件差時, 工件受熱變形（xíng）大。

      2 問題解決

      解決以上問題, 重（chóng）點在消除（chú）或（huò）降低內（nèi）應力。可選擇的方（fāng）法有（yǒu）: 在精加工前對工件進行（háng）固溶時效處理; 調節加工方法、改善（shàn）磨削速度等（děng）參數（shù）和穩定切（qiē）削力（lì）。

      ( 1) 降低材料應力

      在工（gōng）件精加工前, 增加固溶時效處理工序。固溶處理能使合（hé）金中（zhōng）各種相充分（fèn）溶解, 強化固溶體並提高韌性及抗蝕性能, 消除應力與軟化, 以便繼續加工成型。時效處理是在強化相析出的溫度加熱（rè）並保溫, 使強化相沉（chén）澱析（xī）出, 得（dé）以硬化, 提高強度。試驗得出17- 4PH 沉（chén）澱（diàn）硬化不鏽鋼（gāng）1040 e 1 小時油冷,固溶處理, 480 e 時效2 小時的組織和性能（néng）最理（lǐ）想。

      ( 2) 降低磨削應力

      試驗結（jié）果表明, 通過增加磨削次數和粗磨後的穩定處理, 可以抑製磨削變形。調整後的磨削參（cān）數為: 砂輪（lún）切削速（sù）度30m/ s, 橫向進（jìn）給0101mm, 工作台速度27m/ min, 單位時間（jiān）切削量415mm3/ s。由於凸輪形狀的特殊性, 通常其磨削餘量不均勻, 而且凸輪磨削工藝係統剛度較（jiào）差, 因此磨削過程中很容易由於磨削餘量的不均勻（yún）引起磨（mó）削力過大地波動, 進而影響加工質（zhì）量。在凸輪磨削過（guò）程中（zhōng）引入適應控製技術, 保持磨削力的恒（héng）定（dìng）, 也（yě）可以降低（dī）磨削變形。試驗同時發現, 在（zài）選擇切（qiē）削液時, 水溶性切削液 ( 乳劑) 優於純油性切削液( 油劑) 。

      3 結（jié）語

      在不影響機械性能的前提下, 應盡（jìn）量降低材料（liào）內應力的影響、減少磨削變形。在（zài）精加工之前, 增加工（gōng）件固溶時效處理, 對於解決薄（báo）壁類零件的磨削變（biàn）形（xíng）問（wèn）題是比（bǐ）較有效的方法。增加磨削次數及粗磨後的穩定（dìng）處理（lǐ）、改善磨（mó）削（xuē）參數和穩定切削力, 也可以作為降低磨削變形。