陆斌
浙江轻机离心机制造有限公司 杭州市 311401
概述：本文主要讲述了为提高生产效率，采用卧式车床代替立车对P系列机转鼓零件进行加工。同时为了达到零件的技术要求，在加工过程中对装夹方法、加工刀具等进行了改进，使加工后零件在尺寸精度、表面质量上都达到了图纸要求。
关键词：离心机、转鼓、车加工、刀具、精度
我公司是一家专业生产分离机械的骨干企业，主要生产碟式分离机和双级推料离心机两大系列产品。在二十世纪八十年代中期，我公司作为国家183项目实施单位之一向瑞士苏尔寿埃切维斯公司引进了P-60双级推料离心机的整套技术和生产工艺，以取代国内一直使用的仿制前苏联的WH型单级离心机。在公司全体员工的努力下，我们在1990年制造出了第一台样机，一次性通过了苏尔寿埃切维斯公司专家的验收，并且顺利地将产品推向了市场。
图1所示是P-60双级推料离心机的转鼓零件，它与筛网相配后主要承担固液分离的作用。它的加工工艺为：锻 粗车 焊接 振动时效去应力 焊缝探伤 半精车 镗孔 再次振动时效去应力 精车 钳 动平衡 入库。该零件加工工艺难点是焊接和精加工，通过公司技术人员和工人的努力，我们充分利用了本公司现有的设备，攻克了这两个难关。该零件为奥氏体不锈钢材料（基本00Cr17Ni14Mo2），
从图中可以看出，该零件不仅尺寸公差要求较高，同时它的形位公差也有较高的要求，因此要完全达到该零件的图纸要求有一定的加工难度。奥氏体不锈钢的塑性、韧性相对较好，而刚性相对较差，在外力的作用下很容易产生变形，这将直接影响零件的动平衡精度，加大零件动平衡时的去重量。公司在最初试制时该零件的车加工是在立车上完成的，虽然试制成功，但在试制过程中发现采用该工艺路线加工后存在以下几个比较大的缺点：① 是加工后零件存在较大的应力（焊接应力、机加工应力），在后续加工过程中开始逐步释放，使零件产生变形，虽然采用了振动时效的方法去除应力，但效果并不理想，加工后零件的同轴度仍难以保证，造成在动平衡校正时去重量较大（基本上在250克左右）；② 是均布在外圆上的360只φ40的孔使加工时成为断屑切削，刀具磨损比较快，也容易产生振动，零件表面粗糙度不易保证；③ 是由于在立车上加工排屑不方便，造成生产周期较长（半精车需12天，精车需6天）。随着公司对市场推广力度的加大和应用范围的扩大，P系列双级推料离心机的生产批量也开始不断增加，因此该零件的加工周期已严重地制约了机器的成台，成为公司上下首先需要解决的难点。因此我首先从生产周期上考虑，提出用卧式车床取代立车进行加工的设想，获得了公司领导的认可。通过几次摸索，获得了成功。
在卧式车床上进行加工，首先可以解决排屑不便问题，可以大大缩短加工周期。现在该零件的半精车仅仅只需4天，精车只需2.5天，大大提高了生产效率。由于该零件直径大，壁也较薄（最小处只有10mm），在大车上加工时同样存在变形问题。这就需要在零件装夹时进行控制。在装夹时，如果四爪卡盘上四个夹紧力偏大又不均匀，在车加工完成后，零件卸下来后依然会发生一定程度的变形，使在后续加工过程中无法保证同轴度要求。所以在装夹时要尽量做到卡盘上的四个夹紧力基本均匀，又不能偏大，这样在车加工后就不会产生大的变形，也比较容易保证同轴度要求。
由于P-60双级推料离心机所销售的用户基本上为制盐、氯碱等行业，特别是与物料长时间接触的转鼓等零件的腐蚀情况更加恶劣，因此转鼓零件如果表面粗糙度较差，盐等颗粒就会附着在零件表面，将会加快零件的腐蚀，机器在运转时，在零件内应力及离心应力等的作用下，将大大缩短零件的工作寿命，严重的将导致零件开裂，出现安全事故。因此控制该零件加工的表面粗糙度也是一个关键的工艺要点。由于该零件外圆上分布了360只φ40的孔，在车削外圆时为断屑切削，刀具在经过孔时容易产生震动，因此在加工时要严格控制切削量和机床转速，以充分保证加工零件的表面粗糙度。同时在精加工过程中应尽可能分多刀加工，以减少切削应力。由于该零件比较长，在车削时机床拖板无法进入，因此必须重新设计一个加长刀排，在刀排上装夹刀具，从而扩展刀具的加工范围。在加工时，刀排虽然已加粗，但由于悬伸距离较长，刀排还是容易产生震动。因此应将刀排经调质处理，增加其刚性，达到减少震动的目的。由于是断屑切削，刀具的受力情况比较恶劣，采用普通的刀具，刀具容易磨损，往往一次切削没有完成，就会出现发劲、让刀、积瘤等现象，直接影响零件表面粗糙度。通过摸索，我选择了抗红热性较好的钨钴类硬质合金刀具（YG3、YG8），在磨刀具时，把主偏角磨到60°左右，副偏角大约30°左右，在主后刀面和副后刀面的棱上要修磨大约0.2mm左右的圆弧过度刃，以提高刀尖的强度，延长刀具的加工寿命[1]。在磨刀时主切削刃、副切削刃要尽量平整、锋利，刀刃上不允许有锯齿形现象存在，任何缺陷都将直接影响刀具的寿命，最终导致零件表面质量的下降。在最终精加工外圆时，应留0.10mm左右的切削余量，同时要根据前几次的加工情况，适当调整刀尖圆角大小，保持刀刃的锋利，同时适当调整机床转速，使加工的零件表面粗糙度达到最佳状态[2]。另外为解决在翻头加工时由于内孔没有底板支撑，夹紧外圆更容易发生变形，因此我采用了在花盘上以外圆定位，同时利用转鼓上的φ40孔采用专用工装改径向夹紧为轴向压紧的方法，使零件的变形减低到最低程度。校正已加工外圆的径跳小于0.03mm后进行翻头加工。采用这一方法加工的转鼓，不仅大大降低了零件动平衡的去重量（现在基本上在40g左右），同时使零件的表面粗糙度有了比较大的提高。
通过几年的摸索，这一加工工艺也日趋成熟，现已在车间里得到了广泛的推广应用，彻底解决了P系列机加工周期较长的状况，加快了P系列机成台周期，提高了劳动生产率。目前我公司已相继开发出P-500、P-60、P-40、P-85、P-25、P-100多个型号的系列产品，年产量在50台左右，现在均采用了这个工艺路线方法进行加工，不仅为公司节约了几十万的生产成本，同时也为及时满足顾客的交货期提供了保证。本人也在这次摸索过程中得到了锻炼。
参考文献：
［1］许兆丰等主编 车工工艺学 机械工业出版社 1980.7
［2］袁哲俊主编 金属切削刀具 上海科学技术出版社 1987.10