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渦輪增壓器殼體銷孔工藝研究（jiū）

2020-5-21 來源（yuán）：天津科技大學機械工程學院作者（zhě）：趙小燕

摘要: 渦輪增壓器耐熱鋼殼體是汽車渦輪（lún）增壓器的關鍵零部件之一。本文針對複雜結構的耐熱鋼渦輪殼在（zài）加（jiā）工過程中由於工序分散及形位公差難以（yǐ）保證等問題，通過修改加工工藝流程，解決由（yóu）於（yú）中間殼側銷孔漏加（jiā）工導致（zhì）產品質量不合格、客戶抱怨等一係列問題; 用帶動力刀座的數控車床替代銷孔專用（yòng）機從而消除由於現場管理（lǐ）鬆散、員工意識（shí）淡薄（báo）等因素引起的銷孔漏加工問題。並通過專用（yòng）檢具（jù）檢測銷孔的尺寸公（gōng）差及形位公差。合理的工藝方案是保證產品質量、產品合（hé）格率的最佳途徑。

關（guān）鍵詞: 渦（wō）輪增壓器; 耐熱鋼渦（wō）輪殼; 銷孔加工; 工藝方（fāng）案

渦輪增壓器位於發動機進排氣係統，通過壓縮空氣來增加進氣量。利用發動機排出（chū）的廢氣慣性力來推動（dòng）渦輪室內的渦（wō）輪（lún），帶動同（tóng）軸的葉（yè）輪，葉輪壓（yā）送空氣，使之增壓進（jìn）入氣缸。空氣的壓力和密度增大進而（ér）可（kě）以燃燒更多的燃（rán）料，相應地增加燃（rán）料量和調整發動機的轉速，即可增加（jiā）發動機（jī）的輸出功率（lǜ）［1］。

1 、存在的問題與原因分析

渦輪增壓器殼體（tǐ）( 簡稱渦輪殼) 是汽車（chē）渦（wō）輪增壓器的關鍵部件之一。

渦輪（lún）殼是連接（jiē）排氣管和中間殼（ké）的過渡元件也是合金葉輪（lún）的保護罩。渦輪殼（ké）形狀複（fù）雜，要求材料（liào）具有良好的鑄（zhù）造性能，同時，因其與發動機（jī）排氣管相連接，直接接受從發（fā）動機排出的高溫廢氣［2］，所以也需要渦輪殼具（jù）有良好的高溫穩定性、抗氧化性及高溫（wēn）力（lì）學性（xìng）能，由於渦輪殼內部的合金葉（yè）輪轉速超過 1萬轉 /分鍾，其還需要有著極（jí）高的尺寸精度（dù）和表麵質量要（yào）求，用於製造渦輪殼的材料必（bì）須具有良好的工藝性能。其中渦（wō）輪殼銷孔尺寸公差和位置（zhì）度要求也較高( 圖①) ，加工時由於工藝能力不穩定，不合格品率高，質量風險高。

圖① 渦輪殼結構及銷孔主（zhǔ）要要求

如上圖（tú） ① 所示（shì）渦輪殼銷孔的加工要求: 尺寸公差為( Φ2.40 ± 0.05) mm; 位置度為 Φ0．25mm: 相對於基準 A 麵、Φ49．60 基準 C 孔及基準 D 麵。依據《機（jī）械加工工（gōng）藝》中基準重合的原則( 設計（jì）基準與工序基準重合，定位基準與設計基準重合) 這一理論基礎，根據該（gāi）渦輪殼圖紙中銷孔（kǒng）尺寸公差及形位公（gōng）差要求，按（àn）照（zhào）現有的機械加工設備條件及以往類似產品的加工經驗，編製出量產用（yòng）的加（jiā）工工藝，如下表①所示：

表① 渦輪殼加工工藝

按照以上加工工（gōng）藝流程，最後一道工序即 OP6 用專用鑽床加工 Φ2． 40mm 銷孔，定位基準（zhǔn）選取 A 麵（miàn）、C 孔及 D 麵（miàn），完全符合基準重（chóng）合原則（zé），在（zài）實際（jì）測量（liàng）中的定位基準也（yě）選取 A 麵、C 孔及 D 麵得出的銷孔尺寸公差及形狀公差均 100% 合格。但由於現場管理不（bú）規範、銷孔尺寸太小不易觀察等因素致使銷孔漏加（jiā）工問（wèn）題頻出，即使在最後的全尺（chǐ）寸檢查中也未察覺，不合格產品出貨的現象經常發（fā）生，造成客戶抱怨，給公司帶來不可挽回的經濟損失及聲譽影響。

2 、解決方案

2． 1 調整加工工藝

鑒於銷孔加工生產現狀（zhuàng），對渦（wō）輪殼整體的加（jiā）工工（gōng）藝做出相應調整: 用帶動力刀座的數控車床替代銷孔專用機，從而（ér）消除人為因素導致的（de）銷孔漏加工問題。加工工藝參照（zhào）表②:

表② 調整後的渦輪殼加工工藝

2． 2 調整切削用量

切削用量是指切削速度 ( Vc) 、進給量 ( f) 、背吃刀（dāo）量 ( ap)三者的總稱，也稱作切削三要（yào）素。切削用量選擇是否合理，對能否發（fā）揮（huī）機床潛力（lì）與刀具切削性能，實現高質量高效（xiào）率的生產加工有很重要的作用［3］，因此切削用量（liàng）的合理選擇（zé）是加工銷孔是否合（hé）格的關鍵。

根據刀具樣本設定初始切削三（sān）要素:

根據實（shí）際加工的產品質量修正切（qiē）削參數:

首先渦輪殼屬於難加工（gōng）材料，其次銷（xiāo）孔直徑僅為Φ2． 40mm，最後合金（jīn）鑽頭（tóu）伸出部分超過 40mm，因此該刀具在加工過程中極易震（zhèn）刀，主（zhǔ）軸鑽速及進給速度（dù）不能太快。在對實（shí）際切削（xuē）參數進行反複多次（cì）工藝試驗後，最終（zhōng）確認銷孔加工（gōng）的切削用量如表③所示:

表③ 調整後的切削參數

2． 3 檢測銷孔，確（què）保產品（pǐn）質量

在批量（liàng）生產過（guò）程中，每班（bān）次的第一件（jiàn）產品使用三（sān）坐標檢（jiǎn）測設備（bèi）檢驗（yàn）銷孔（kǒng）位置度及尺寸公差，並設（shè）計專用檢具 100% 全檢銷孔確保符合設（shè）計圖紙要求（qiú）。專用檢具詳見圖②:

圖（tú）②

3、結語

按照以往（wǎng）的工藝流程，銷（xiāo）孔加工定位（wèi）方式雖然符合圖紙要求也（yě）遵循（xún）基準重合原則，但未考慮工廠（chǎng）實際狀況致使銷孔漏加工現象普遍且難以控製（zhì），通過調整加工工藝合（hé）理選用機床既滿

足了產品質量要求又完全消除了工廠（chǎng）內管理鬆散、員工意識淡（dàn）薄等外界因（yīn）素的影響。通過一批（pī）零件的加工驗證，新（xīn）加工工藝完全符合渦輪殼批量生產要求。

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