山东瑞祥模具有限公司 山东济宁 272100
摘要：特殊不锈钢螺母，因为其材质不生锈，在电力系统应用比较广泛。然而不锈钢材料在机加工过程中，容易产生加工应力，应力集中之后容易产生变形。本工艺提供了，特殊不锈钢螺母在批量件加工时，没有专用设备加工情况下的加工工艺分析。这个加工工艺在实践中不断进行优化，总结出来。实践证明，优化后的工艺使用效果良好，节约了生产成本，提高了生产效率。
关键词：批量生产；不锈钢；螺母；非专用设备；加工工艺；优化
1概述
1.1特殊不锈钢螺母的介绍
螺母就是螺帽，与或拧在一起用来起紧固作用的零件，所有生产制造机械必须用的一种原件。根据材质的不同分为不锈钢、有色金属（如铜）等几大类别。螺母根据属性主要有国标（GB）、德标（DIN）、国际标准（ISO）、日标（JIS）、美标（ASTM/ANSI）等标准。特殊规格不锈钢螺母因为其材质不生锈，在电力系统应用比较广泛。如果是特殊规格，无论是材料比较特殊，还是丝径比较特殊，标准件不一定有相应的生产，就需要在实践生产中进行加工。根据这种情况，我们就需要优化出经济、实用的加工工艺。
1.2特殊不锈钢螺母的零件图示
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2轴的加工工艺过程分析
2.1加工毛坯的选择
因为我们都知道，不锈钢材料在机加工过程中，容易产生加工应力，应力集中之后容易产生变形。所以对于不锈钢材质的加工，我们必须谨慎再谨慎。我们首先从毛坯的选择开始进行工艺优化。在加工此类不锈钢螺母的时候，毛坯的选择关乎后续工艺的选择，所以比较重要。常用的有两种选择方案：一种选用是圆钢毛坯加工，另外一种是选用不锈钢板材。这两种原料的采用都理论上都可以进行加工，然而在后续的加工工艺不一样，现具体分析一下。
2.1.1采用不锈钢板材加工
采用不锈钢板材加工时，我们需要对板材表面进行铣加工，然后钳工进行钻孔，从而线切割加工。这样加工一次只能加工一件，工作效率慢，非优选工艺，此方案放弃。
2.1.2采用不锈钢圆钢进行加工
采用不锈钢圆钢进行加工时，可以一次将一定长度的外形加工至尺寸，此方法适用于批量件进行加工。所以我们选取不锈钢圆钢进行加工。
2.1.3确定毛坯
特殊不锈钢螺母的毛坯我们选取不锈钢圆钢进行加工。
2.2初步制定工艺路线
特殊不锈钢螺母的加工工艺路线图可制定为：①圆钢下料；②铣外形六方；③线切割厚度；④钳工钻孔攻丝、倒角；⑤车外圆倒角；⑥去除毛刺.
2.3小批量试生产后发现的问题
初步确定工艺之后进行试生产，在生产中发现三个主要问题：一、铣外形六方的时候不锈钢材料因为是细长杆，在加工时，应力集中，材料发生变形，加工完的外形尺寸不达标；二、钳工钻孔效率低下，内孔外形不同心；三、钳工进行内孔倒角时，会产生毛刺，毛刺去除比较困难；四、车床进行外圆倒角时，加工效率低下。
2.4对于小批量生产时产生的问题，我们一一进行相应的解决办法，从而寻求更优化的工艺。
2.4.1铣外形六方时候材料发生变形。
初步调整方案，改用不锈钢专用加工刀具，减小进给量。结果发现，效果不明显，不锈钢材料依旧发生变形，这个变形对后续工序的定位基准影响很大。第二步调整改进方案，进行不锈钢外形进行线切割加工，把每件不锈钢圆钢，切割到200长一件，竖起来，切割外形。实际加工中发现两个问题：一装夹困难，如果加大不锈钢外径进行加工，成本增加严重；另外就是长200的不锈钢进行线切割，加工速度太慢，加工效率低下，但是解决了材料变形的问题。基于以上问题对加工工艺第三次优化：使用旋转分度头，对不锈钢件进行纵向加工。这样不仅材料不会发生变形，而且加工精度和加工效率都得到了保证。并且因为不锈钢外形六方是线切割加工完的，每个不锈钢的外形差异很小，为后续工序的加工提供了外形基准。
2.4.2钻孔效率低下，内孔外形不同心。
基于线切割外形，尺寸精度有了保证，现对钳工加工效率低下的问题进行优化：制作专用钻模（图2）。如果所示，此钻模板采用Cr12淬火材质，耐磨损，且不变形。钳工加工时，首先将一个磨削过的平板，此平板加工四个台阶孔，用来与钻模板进行连接。将此平板放在钻床上，将不锈钢工件放在3.5尺寸所示的槽底，翻转钻模，将钻模压不锈钢上，且压着带有台阶孔的平板上。用如图所示的螺纹孔，使钻模板与平板进行连接。连接后，压装平板，使平板固定在钻床上。加工时，钻头在从φ6.8尺寸孔处进行钻孔。加工完后，取下钻模板，平板不动，清除铁屑之后，继续放进去一组不锈钢件，进行加工。如图所示，φ6.8尺寸为一种规格的尺寸，我们可以根据不同需要采用不同的尺寸。此钻模一次装夹工件之后，可以加工出49个不锈钢制件，从而效率高。并且如图可以看出，钻模板在每个六方都有φ2的空位槽，可以减少如果外形有残留的毛刺的原因造成的定位误差。因为不锈钢外形六方是线切割加工完的，每个不锈钢的外形差异很小，可以与钻模中的六方孔进行配合，从而同心度得到了有效的保证。
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2.4.3钳工进行内孔倒角时，会产生毛刺，毛刺去除比较困难。
我们调整加工工艺，对每个不锈钢螺母，先进行倒角后进行攻丝。这样就减少了因为倒角从而产生的毛刺。
2.4.4车床进行外圆倒角时，加工效率低下。
我们在车床倒角的时候，如果每次装夹一个工具，肯定效率低。为了提高加工效率，我们先车一个专用杆，这个杆的外径与所需不锈钢螺母的内孔尺寸一致，然后在此杆的尾部，车出一个比所需不锈钢螺母内孔小的螺母，长度能放置10个所需不锈钢螺母的长度另外加上40长。然后，我们再车10个套，每个套长3mm，内孔也与不锈钢螺母的内孔尺寸一致。加工时。首先用车床装夹车过的专用杆，然后套入一件代加工的不锈钢螺母，再放入一个套，以此类推，最后旋入与专用杆配合的螺母。装夹完成后，用车刀切入，一次加工2个件的端面，一共需要7次，就可以加工完十个工件的两个端面的倒角，这样大大的提高了加工外倒角的效率。
3、确定最终的优化工艺
特殊不锈钢螺母的加工工艺路线图优化后制定为：①圆钢下料；②线切割使用分度头加工外形六方；③线切割厚度；④钳工使用钻模板钻孔；⑤钳工内孔倒角后，攻丝；⑦车使用专用轴外形倒角；⑧去除毛刺。
4、结束语
我们在实际加工中，经常会碰到这样或者那样的加工问题，在解决不同的加工问题时，我们就对工艺进行了优化。优化后的工艺，不仅保证了产品的质量，同时保证了产品内外的同心度，大大的提高了生产的效率，为以后有类似的加工提供了加工依据。特别要说的是。在此次特殊不锈钢螺母的加工工艺中，不仅能使用于不锈钢螺母加工也同样适用于有色金属类的螺母加工。
参考文献：
[1]陈鸿钧.机械加工工艺手册[M].北京：中国机械工业出版社，2012.
[2]吴宗泽.机械设计使用手册[M].北京：化学工艺出版社，2004.
作者简介：马新慧，女，1979年，山东济宁人，工程师，从事模具及工装夹具设计。